JP2008025005A - Method for producing fine particle of metallic silver - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for preparing fine particles of metallic silver having a nanometric size by using silver oxide as a raw material and reducing it in a liquid phase. <P>SOLUTION: This production method comprises the steps of: preparing a dispersion mixture of silver oxide by adding one or more types of aliphatic acids having a 14C or more long-chain in an amount of 0.02 to 0.05 moles in total of the carboxyl group, and a liquid amine compound of 0.12 to 0.35 moles in total of nitrogen atoms in the amino group each with respect to 1 mole of silver atoms contained in powdery silver oxide (I); and stirring and heating it. Thereby, the fine particles with an average size of 3 to 20 nm formed of silver atoms are produced through a reduction reaction in the liquid phase containing the aliphatic acid and the amine compound. The surface of the fine particle of metallic silver is covered with the amine compound through a coordinate bond due to a lone electron-pair existing on the nitrogen atom of the amino group. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、酸化銀を原料として、液相での還元反応によって、微細な平均粒子径の金属銀微粒子を製造する方法に関する。特には、導電性金属ペースト、触媒など、種々の分野において、金属粉末原料として利用可能な、平均粒子径がナノメートル・サイズの金属銀微粒子を、酸化銀(I)を原料として液相での還元反応によって製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing fine metal silver particles having a fine average particle diameter by a reduction reaction in a liquid phase using silver oxide as a raw material. In particular, in various fields such as conductive metal pastes and catalysts, metal silver fine particles having an average particle diameter of nanometers and sizes that can be used as a metal powder raw material are used in a liquid phase using silver (I) oxide as a raw material. The present invention relates to a method for producing by a reduction reaction.

金属の微粒子は、それを構成する金属元素の特性を利用して、例えば、配線材料、磁気材料、センサ材料、触媒など、各種の技術分野において、幅広い用途開発がなされている。近年、これらの金属微粒子の用途開発・研究の成果として、その粒子径が、金属微粒子を利用する最終製品の性能に対しても、大きな影響を与えることが見出されてきた。例えば、最終製品の高機能化ならびに小型化を図る目的として、粒子径の極めて細かい金属微粒子の利用が検討されている。その目的に併せて、多数種の金属元素について、粒子径の極めて細かな微粒子、より具体的には、平均粒子径がサブミクロン、さらには、ナノメートルのスケールである、金属ナノ粒子を作製する様々の方法が報告されている。   Metal fine particles have been developed for a wide range of applications in various technical fields such as wiring materials, magnetic materials, sensor materials, catalysts, and the like, utilizing the characteristics of the metal elements constituting them. In recent years, as a result of application development and research of these metal fine particles, it has been found that the particle size has a great influence on the performance of final products using metal fine particles. For example, the use of fine metal particles having a very small particle diameter has been studied for the purpose of enhancing the functionality and size of the final product. In accordance with the purpose, for a large number of kinds of metal elements, fine particles having extremely fine particle diameters, more specifically, metal nanoparticles having an average particle diameter of submicron and even a nanometer scale are prepared. Various methods have been reported.

平均粒子径が、サブミクロンあるいは、ナノメートルのスケールである金属微粒子においては、微粒子の球状表面は、微細なステップ状の格子段差で構成されている。平面状の表面に存在する金属原子と比較すると、この微細なステップ状の格子段差上に表出する金属原子は、例えば、表面上における移動能が格段に大きくなるなどの、金属ナノ粒子に特有な性質(ナノサイズ効果)を示す。この様な金属ナノ粒子に特有の性質を応用することで、派生する製品の高性能化、あるいは、新しい機能の付与の可能性が検討され、近年、金属ナノ粒子の新たな用途開発が益々盛んになってきている。例えば、電子機器の小型化に対応する、配線の微細化に対して、大きな技術的寄与を期待して、熱伝導率や電気伝導度の高い銀の微粒子化、ならびに、銀微粒子の利用法に関して、多くの検討がなされている。   In the case of metal fine particles having an average particle diameter of submicron or nanometer scale, the spherical surface of the fine particles is composed of fine step-like lattice steps. Compared with metal atoms present on a planar surface, metal atoms appearing on this fine step-like lattice step are unique to metal nanoparticles, for example, the mobility on the surface is significantly increased. Special properties (nano-size effect). By applying such unique properties to metal nanoparticles, the possibility of enhancing the performance of derived products or adding new functions has been studied, and in recent years, new application development of metal nanoparticles has become increasingly popular. It is becoming. For example, in anticipation of a major technical contribution to the miniaturization of wiring corresponding to miniaturization of electronic equipment, with regard to the formation of fine silver particles with high thermal conductivity and electrical conductivity, and the use of silver fine particles Many considerations have been made.

平均粒子径がナノメートル・スケールの微細な銀微粒子の製造方法として、ガス中蒸発法(気相法)により銀微粒子を製造する方法が知られている(例えば、特許文献1等を参照)。このガス中蒸発法(気相法)を利用すると、銀の蒸気圧を制御することによって、目的とする平均粒子径がナノメートル・スケールの微細な銀微粒子を高い制御性、再現性で調製することが可能である。但し、気相法による金属ナノ粒子の作製には、特別な装置が必要であり、大量生産に適用する上では、設備的な観点、またエネルギー効率の観点でも、経済性に難点を内在している。   As a method for producing fine silver fine particles having an average particle diameter of nanometer scale, a method of producing silver fine particles by a gas evaporation method (gas phase method) is known (see, for example, Patent Document 1). Using this gas evaporation method (gas phase method), the silver vapor pressure of the silver is controlled to prepare the fine silver particles with the desired average particle size of nanometer scale with high controllability and reproducibility. It is possible. However, the production of metal nanoparticles by the vapor phase method requires a special apparatus. When applied to mass production, there is a difficulty in economics from the viewpoint of equipment and energy efficiency. Yes.

更には、脂肪族モノカルボン酸銀(Cn2n+1COOAg:n=4〜17)の微粒子は、融解温度を超えるが、完全熱分解温度よりも十分に低い、例えば、250℃程度の温度で加熱処理を施すと、一部が液状化し、引き続き、脂肪族モノカルボン酸残基(Cn2n+1COO−)部分から脱炭酸を伴う、熱分解が進行する。その結果、例えば、平均粒子径が5nm程度の単分散に類する粒子径分布を有する銀ナノ粒子が生成されることが報告されている(非特許文献1)。その際、生成する銀ナノ粒子の表面には、前記脱炭酸過程により派生する長鎖アルキル基(Cn2n+1−)が残余し、表面の保護基として機能する形態となっていると報告されている。この固相の脂肪族モノカルボン酸銀に対して、高温で加熱処理を施して、熱分解する手法は、例えば、CH3(CH212COOAg、CH3(CH216COOAg、CH3(CH27CH=CH(CH27COOAgに適用できることも報告されている(特許文献2)。 Further, the fine particles of silver aliphatic monocarboxylate (C n H 2n + 1 COOAg: n = 4 to 17) exceed the melting temperature, but are sufficiently lower than the complete thermal decomposition temperature, for example, about 250 ° C. When heat treatment is performed at a temperature, part of the solution is liquefied, and then thermal decomposition proceeds with decarboxylation from the aliphatic monocarboxylic acid residue (C n H 2n + 1 COO—). As a result, for example, it has been reported that silver nanoparticles having a particle size distribution similar to monodispersion having an average particle size of about 5 nm are generated (Non-Patent Document 1). At that time, the long-chain alkyl group (C n H 2n + 1 —) derived from the decarboxylation process remains on the surface of the silver nanoparticles to be produced, and the surface functions as a protective group for the surface. It has been reported. The solid phase aliphatic monocarboxylic acid silver is subjected to a heat treatment at a high temperature for thermal decomposition. For example, CH 3 (CH 2 ) 12 COOAg, CH 3 (CH 2 ) 16 COOAg, CH 3 (CH 2) 7 CH = CH (CH 2) 7 COOAg has also been reported to be applicable to (Patent Document 2).

加えて、ミリスチン酸銀(CH3(CH212COOAg)の微粉末をトリエチルアミン中において、80℃に加熱すると、トリエチルアミンに対しては不溶性のミリスチン酸銀微粉末表面において、アミン還元反応が進行し、平均粒子径数nmの単分散に類する粒子径分布を有する銀ナノ粒子が生成されることが報告されている(非特許文献2)。
特許第2561537号公報 特許第3205793号公報 K. Abe et al., Thin Solid Films, Vol.327, 524−527(1998) M. Yamanoto and M. Nakamoto, J. Mater. Chem., vol.13, 2064−2065 (2003)
In addition, when a fine powder of silver myristate (CH 3 (CH 2 ) 12 COOAg) is heated to 80 ° C. in triethylamine, an amine reduction reaction proceeds on the surface of the fine powder of silver myristate that is insoluble in triethylamine. However, it has been reported that silver nanoparticles having a particle size distribution similar to monodispersion having an average particle size of several nanometers are produced (Non-Patent Document 2).
Japanese Patent No. 2561537 Japanese Patent No. 3205793 K. Abe et al. , Thin Solid Films, Vol. 327, 524-527 (1998) M.M. Yamanoto and M.M. Nakamoto, J. et al. Mater. Chem. , Vol. 13, 2064-2065 (2003)

平均粒子径がナノメートル・サイズ、例えば、数nm〜十数nm程度の均一な金属銀微粒子を作製する際、脂肪酸モノカルボン酸銀を出発原料とする、液相法による銀微粒子の製造方法は、有用な手段である。出発原料となる、精製済みの脂肪酸モノカルボン酸銀が、安価に入手可能である場合、例えば、トリエチルアミンを利用するアミン還元反応によって、作製される銀ナノ粒子は、原料の脂肪酸モノカルボン酸銀に対して、ほぼ等量的に生成し、大量合成に適合する方法ではある。   When producing uniform metallic silver fine particles having an average particle diameter of nanometers, for example, about several nanometers to several tens of nanometers, a method for producing silver fine particles by a liquid phase method using silver fatty acid monocarboxylate as a starting material is Is a useful tool. When purified fatty acid monocarboxylate silver salt that is a starting material is available at a low cost, for example, silver nanoparticles produced by an amine reduction reaction using triethylamine are converted to the starting fatty acid monocarboxylate silver salt. On the other hand, it is a method that generates almost equal amounts and is suitable for mass synthesis.

なお、原料の脂肪酸モノカルボン酸銀は、例えば、脂肪酸モノカルボン酸ナトリウムと硝酸銀から、アニオン種の交換に伴って、不溶性の脂肪酸モノカルボン酸銀を析出する手法などで製造されている。更に、反応系内に混在する硝酸アニオン種などを除去し、析出する不溶性の脂肪酸モノカルボン酸銀に精製を施している。   The raw material fatty acid monocarboxylate silver is produced, for example, by a method of depositing insoluble fatty acid monocarboxylate silver from fatty acid monocarboxylate sodium and silver nitrate as the anion species is exchanged. Furthermore, nitrate anion species and the like mixed in the reaction system are removed, and the precipitated insoluble fatty acid monocarboxylate is purified.

予め、不溶性の脂肪酸モノカルボン酸銀を調製することなく、容易に入手可能な酸化銀(I)を出発原料として、液相での還元反応によって、微細な平均粒子径の金属銀微粒子を調製する手法が開発されると、全体の工程を考慮すると、大幅に簡便化がなされた製造方法となる。   Without preparing insoluble fatty acid monocarboxylate in advance, metallic silver fine particles having a fine average particle diameter are prepared by a reduction reaction in a liquid phase using readily available silver oxide (I) as a starting material. If a method is developed, it becomes a manufacturing method greatly simplified in consideration of the whole process.

本発明は、前記の課題を解決するもので、本発明の目的は、酸化銀を出発原料として、液相法によって、平均粒子径が数nm〜十数nm程度の均一な銀微粒子の製造を可能とする方法を提供することにある。   The present invention solves the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to produce uniform silver fine particles having an average particle diameter of several nanometers to several tens of nanometers by a liquid phase method using silver oxide as a starting material. It is to provide a method that makes it possible.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意研究を進めた。先ず、出発原料の酸化銀(I)を直接還元すると、微粉末状の酸化銀(I)表面で生成する銀原子は、元の微粉末と一体化した状態となる。結果的に、原料微粉末のサイズよりも格段に小さな、ナノメートル・サイズの粒子径を有する銀微粒子の製造は困難であることが判明した。   The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems. First, when the starting silver oxide (I) is directly reduced, the silver atoms generated on the surface of the finely divided silver oxide (I) are integrated with the original fine powder. As a result, it has been found that it is difficult to produce silver fine particles having a particle size of nanometer size, which is much smaller than the size of the raw fine powder.

従って、微粉末状の酸化銀(I)表面から、一旦、銀カチオン種(Ag+)を溶出させた後、液相中において、銀原子に還元する手法を適用することが必要であると判断した。その際、液相中において、単位体積、単位時間当たり、還元反応で生成する銀原子の密度を制御すると、生成する銀原子が集合して形成される銀微粒子の平均粒子径をナノメートル・サイズの範囲で再現性よく、制御できることを着想した。換言するならば、微粉末状の酸化銀(I)表面から、銀カチオン種(Ag+)を一旦溶出させる際、単位体積、単位時間当たり、液相中に溶出される銀カチオン種(Ag+)の密度を適正化すると、単位体積、単位時間当たり、還元反応で生成する銀原子の密度を制御することが可能となる。従って、この限られた密度の銀原子が集合して、形成される金属銀微粒子のサイズも一定の範囲に制御されたものとなる。加えて、形成される金属銀微粒子の表面を、銀原子に対して、親和性を示す分子種で被覆すると、一定の粒子径に達した時点で、更なる銀原子の付着が抑制される結果、液相中に形成される金属銀微粒子の粒子径を、ある狭い範囲内に制御することが可能となることも見出した。 Therefore, it is determined that it is necessary to apply a technique in which the silver cation species (Ag + ) is once eluted from the finely powdered silver oxide surface and then reduced to silver atoms in the liquid phase. did. At that time, if the density of silver atoms generated by the reduction reaction is controlled per unit volume and unit time in the liquid phase, the average particle diameter of the silver fine particles formed by the aggregation of the generated silver atoms is reduced to the nanometer size. The idea was that it could be controlled with good reproducibility within the range of. In other words, the fine powder of silver (I) oxide surface, when eluting the silver cation species (Ag +) once, unit volume, per unit time, the silver cation species eluted into the liquid phase (Ag + When the density of () is optimized, the density of silver atoms generated by the reduction reaction per unit volume and unit time can be controlled. Therefore, the silver atoms of this limited density gather and the size of the formed metal silver fine particles is controlled within a certain range. In addition, when the surface of the metal silver fine particles to be formed is coated with molecular species that have affinity for silver atoms, when a certain particle diameter is reached, further adhesion of silver atoms is suppressed. It has also been found that the particle diameter of metallic silver fine particles formed in the liquid phase can be controlled within a narrow range.

前記形成される金属銀微粒子表面の被覆に利用可能な、銀原子に対して親和性を示す分子種として、アミン化合物は、アミノ窒素原子上の孤立電子対を利用して、配位的な結合を行うことができ、好適に利用できることに想到した。一方、微粉末状の酸化銀(I)表面から、一旦、銀カチオン種(Ag+)を溶出させる過程には、脂肪族カルボン酸、特には、脂肪族モノカルボン酸が利用でき、脂肪族カルボン酸銀、特には、脂肪族モノカルボン酸銀として、液相中に銀カチオン種(Ag+)を溶出することができる。液相中において、アミン化合物存在下、この脂肪族カルボン酸銀、特には、脂肪族モノカルボン酸銀の銀カチオン種(Ag+)が還元され、銀原子が生成される。 As a molecular species that has an affinity for silver atoms that can be used to coat the surface of the formed metal silver fine particles, the amine compound is coordinated by using a lone pair of electrons on the amino nitrogen atom. It was thought that it can be performed and it can utilize suitably. On the other hand, in the process of eluting silver cation species (Ag + ) from the finely powdered silver (I) oxide surface, aliphatic carboxylic acids, particularly aliphatic monocarboxylic acids can be used. Silver cation species (Ag + ) can be eluted in the liquid phase as acid silver, in particular, aliphatic monocarboxylic acid silver. In the liquid phase, in the presence of an amine compound, this silver aliphatic carboxylate, in particular, the silver cation species (Ag + ) of silver aliphatic monocarboxylate is reduced to produce silver atoms.

以上の検討結果を考慮しつつ、本発明者らは、更に研究を進め、生成する銀原子が集合して、形成される金属銀微粒子は、数ナノメートル〜十数ナノメートル程度の粒子径の範囲に保たれ、液相中に分散、浮遊した状態となることを見出した。すなわち、反応系内に存在するアミン化合物などが表面の銀原子に配位して、金属銀微粒子の表面に分散剤による被覆がなされ、溶媒中に分散される。同時に、表面の被覆層は、金属銀微粒子の凝集に対する抑制作用を発揮することを見出した。   In consideration of the above examination results, the present inventors have further studied, and the silver atoms to be formed are aggregated, and the formed metal silver fine particles have a particle diameter of about several nanometers to tens of nanometers. It was found to be kept in the range and dispersed and suspended in the liquid phase. That is, an amine compound or the like present in the reaction system is coordinated to the surface silver atoms, and the surface of the metal silver fine particles is coated with a dispersant and dispersed in the solvent. At the same time, it was found that the surface coating layer exerts an inhibitory action on the aggregation of the metallic silver fine particles.

上述する一連の反応過程では、酸化銀(I)中の銀カチオン種(Ag+)1モル量に対して、脂肪族カルボン酸、特には、脂肪族モノカルボン酸が当量(1モル量)よりも遥かに少ない量、具体的には、0.05モル量以下添加された状態とすることで、反応温度を高く選択しても、単位体積、単位時間当たりに生成される、脂肪族カルボン酸銀、特には、脂肪族モノカルボン酸銀の量を制御することができること、一方、アミン化合物は、脂肪族カルボン酸に対しては、大過剰量、具体的には、脂肪族カルボン酸:アミン化合物の比率を、少なくとも、1モル量:3モル量以上の範囲に、但し、酸化銀(I)中の銀カチオン種(Ag+)1モル量に対して、0.35モル量以下の範囲に添加された状態とすることで、単位体積、単位時間当たりに生成される、銀原子の量を制御することができることを確認した。これらの知見に加えて、本発明者らは、上記の液相中の反応では、脂肪族カルボン酸、特には、脂肪族モノカルボン酸ならびにアミン化合物は液相中に均一に溶解した状態とするため、脂肪酸ならびにアミン化合物の蒸発・散逸を回避する状態とした上で、一般に、加熱攪拌し、反応を行うことが望ましいことも確認し、本発明を完成するに至った。 In the series of reaction processes described above, an aliphatic carboxylic acid, particularly an aliphatic monocarboxylic acid, is equivalent (1 mol amount) to 1 mol amount of silver cation species (Ag + ) in silver (I). Even when the reaction temperature is selected to be high, the aliphatic carboxylic acid produced per unit volume and unit time is added in a much smaller amount, specifically 0.05 mol or less. The amount of silver, especially the silver aliphatic monocarboxylate, can be controlled, while the amine compound is a large excess with respect to the aliphatic carboxylic acid, specifically, the aliphatic carboxylic acid: amine. The ratio of the compound is at least in the range of 1 mol amount: 3 mol amount or more, provided that it is in the range of 0.35 mol amount or less with respect to 1 mol amount of silver cation species (Ag + ) in silver (I) oxide. By adding to the unit volume, unit volume, unit time Generated Ri, it was confirmed that it is possible to control the amount of silver atoms. In addition to these findings, the present inventors have made the aliphatic carboxylic acid, particularly the aliphatic monocarboxylic acid and the amine compound, uniformly dissolved in the liquid phase in the reaction in the liquid phase. Therefore, it was confirmed that it is generally desirable to carry out the reaction by heating and stirring after avoiding evaporation / dissipation of fatty acids and amine compounds, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明にかかる金属銀微粒子の製造方法は、
酸化銀を原料とし、液相中における還元反応によって、平均粒子径3nm〜20nmの金属銀微粒子を調製する方法であって、
粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、
飽和脂肪族カルボン酸または不飽和脂肪族カルボン酸から選択される、脂肪酸一種以上を、そのカルボキシ基の総和が0.02〜0.05モル量となる量と、
液状のアミン化合物を、アミノ窒素原子の総和が0.12〜0.35モル量となる量とを添加し、
非極性溶媒を加えて、混合液中における、銀の含有率を、25質量%〜40質量%の範囲に選択して、
前記脂肪酸とアミン化合物とが均一に混和されてなる混合物中に、前記粉末状酸化銀(I)が分散されてなる酸化銀分散混合物を調製する工程と、
80℃〜140℃の範囲に選択される液温に、該酸化銀分散混合物を加熱、攪拌し、前記脂肪酸とアミン化合物とが均一に混和されてなる混合物からなる液相中において、前記アミノ化合物の存在下、該酸化銀(I)に前記脂肪酸を作用させ、対応する脂肪酸銀(I)とした後、還元により生成する銀原子からなる平均粒子径3nm〜20nmの金属銀微粒子を析出させる工程とを有し、
析出される平均粒子径3nm〜20nmの金属銀微粒子は、その表面の銀原子に対して、少なくとも、前記アミン化合物が、そのアミノ窒素原子上に存在する孤立電子対を利用して、配位的な結合を介して被覆してなる形態である
ことを特徴とする金属銀微粒子の製造方法である。
That is, the method for producing metal silver fine particles according to the present invention includes
A method of preparing metal silver fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 20 nm by a reduction reaction in a liquid phase using silver oxide as a raw material,
Per mole of silver atoms contained in the powdered silver oxide (I),
One or more fatty acids selected from saturated aliphatic carboxylic acids or unsaturated aliphatic carboxylic acids, in an amount such that the sum of the carboxy groups is 0.02 to 0.05 mol,
A liquid amine compound is added in an amount such that the sum of amino nitrogen atoms is 0.12 to 0.35 mol,
A nonpolar solvent is added, and the silver content in the mixed solution is selected in the range of 25% by mass to 40% by mass,
Preparing a silver oxide dispersion mixture in which the powdered silver oxide (I) is dispersed in a mixture in which the fatty acid and the amine compound are uniformly mixed;
The silver oxide dispersion mixture is heated and stirred at a liquid temperature selected in the range of 80 ° C. to 140 ° C., and the amino compound is in a liquid phase comprising a mixture in which the fatty acid and the amine compound are uniformly mixed. In the presence of water, the fatty acid is allowed to act on the silver oxide (I) to form the corresponding fatty acid silver (I), and thereafter, metal silver fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 20 nm consisting of silver atoms generated by reduction are precipitated. And
The metal silver fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 20 nm to be deposited are coordinated with respect to silver atoms on the surface using at least the lone electron pair in which the amine compound is present on the amino nitrogen atom. A method for producing metal silver fine particles, characterized in that the metal silver fine particles are coated through various bonds.

その際、前記脂肪酸は、炭素数14〜22の直鎖アルカン酸、または炭素数14〜22の直鎖アルケン酸から選択されることが好ましい。   In this case, the fatty acid is preferably selected from linear alkanoic acids having 14 to 22 carbon atoms or linear alkenoic acids having 14 to 22 carbon atoms.

一方、前記液状のアミン化合物は、沸点が80℃以上である、第一アミン(R1NH2)、第二アミン(R12NH)、第三アミン(R123N)からなる群より選択される一種のアミン、または二種以上のアミンであることが好ましい。なかでも、前記液状のアミン化合物は、アミノ窒素原子上を置換する炭化水素基がアルキル基である、第一アミン(R1NH2)、第二アミン(R12NH)、第三アミン(R123N)からなる群より選択される一種のアルキルアミン、または二種以上のアミンであることがより好ましい。少なくとも、前記液状のアミン化合物は、沸点が140℃を超えるトリアルキルアミンであることが望ましい。 On the other hand, the liquid amine compound has a boiling point of 80 ° C. or higher, a primary amine (R 1 NH 2 ), a secondary amine (R 1 R 2 NH), and a tertiary amine (R 1 R 2 R 3 N). One kind of amine selected from the group consisting of or two or more kinds of amines is preferable. Among these, the liquid amine compound includes a primary amine (R 1 NH 2 ), a secondary amine (R 1 R 2 NH), and a tertiary amine in which the hydrocarbon group substituted on the amino nitrogen atom is an alkyl group. More preferably, it is one kind of alkylamine selected from the group consisting of (R 1 R 2 R 3 N), or two or more kinds of amines. At least the liquid amine compound is desirably a trialkylamine having a boiling point exceeding 140 ° C.

なお、本発明にかかる金属銀微粒子の製造方法においては、
前記酸化銀分散混合物の加熱攪拌において、液相の加熱温度は、少なくとも80℃以上であり、かつ、前記脂肪酸とアミン化合物とが均一に混和されてなる混合物が均一な混合液を形成可能な温度を超え、前記液状のアミン化合物自体の沸点を超えない温度の範囲に選択されることが望ましい。例えば、前記酸化銀分散混合物の加熱攪拌において、液相の加熱温度は、少なくとも100℃以上であって、前記液状のアミン化合物自体の沸点を超えない温度の範囲に選択される。
In the method for producing metallic silver fine particles according to the present invention,
In the heating and stirring of the silver oxide dispersion mixture, the heating temperature of the liquid phase is at least 80 ° C. or more, and the temperature at which the mixture of the fatty acid and the amine compound is uniformly mixed can form a uniform mixed solution. It is desirable that the temperature be selected so that it does not exceed the boiling point of the liquid amine compound itself. For example, in heating and stirring the silver oxide dispersion mixture, the heating temperature of the liquid phase is selected to be at least 100 ° C. or higher and not exceeding the boiling point of the liquid amine compound itself.

一方、反応液中に非極性溶媒を添加する際には、前記非極性溶媒は、液相の加熱温度において、前記液状のアミン化合物と均一な混合液を形成可能な非極性溶媒であることが好ましい。例えば、前記非極性溶媒を、トルエン、キシレン、沸点90℃以上の炭化水素溶媒から選択することがより好ましい。   On the other hand, when a nonpolar solvent is added to the reaction solution, the nonpolar solvent is a nonpolar solvent capable of forming a uniform mixed solution with the liquid amine compound at the heating temperature of the liquid phase. preferable. For example, the nonpolar solvent is more preferably selected from toluene, xylene, and a hydrocarbon solvent having a boiling point of 90 ° C. or higher.

一方、還元反応工程において、反応系内の通気を行う際には、不活性ガスを利用することが望ましく、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウムからなる群より選択される一種類以上であることが望ましい。また、前記加熱時の液温度において、反応液中に添加される非極性溶媒の蒸散を回避する目的で、前記非極性溶媒を還流させる機能を有する、還流コンデンサーを採用する反応系を構成することが望ましい。   On the other hand, in the reduction reaction step, it is desirable to use an inert gas when venting the reaction system, for example, at least one selected from the group consisting of nitrogen, argon, and helium. . In addition, a reaction system employing a reflux condenser having a function of refluxing the nonpolar solvent for the purpose of avoiding transpiration of the nonpolar solvent added to the reaction liquid at the liquid temperature during the heating is configured. Is desirable.

本発明にかかる金属銀微粒子の製造方法は、従来、予め調製した脂肪族モノカルボン酸銀を原料とし、大過剰量のアミン存在下、アミン還元法を適用して、所謂、液相法によって製造されていた、ナノレベルの微細粒子径を有する銀微粒子を、酸化銀(I)を原料として、より簡便に製造することを可能とする。また、生成されるナノレベルの微細粒子径を有する銀微粒子は、その表面の銀原子に対して、少なくとも、反応系内に適正な量添加されているアミン化合物が、そのアミノ窒素原子上に存在する孤立電子対を利用して、配位的な結合を介して被覆してなる形態とでき、ガス中蒸発法(気相法)で作製される、アミン類を被覆剤とする銀ナノ粒子と同等の分散安定性を有するものとすることもできる。すなわち、本発明にかかる製造方法で得られるナノレベルの微細粒子径を有する銀微粒子は、脂肪族モノカルボン酸銀をアミン還元する手法、あるいは、ガス中蒸発法(気相法)を適用することで製造されていた、平均粒子径がナノメートル・スケールの微細な銀微粒子と比較しても、品質的に遜色のないものである。従って、ガス中蒸発法(気相法)における製造装置コストと比較し、液相法における製造装置コストは格段に低い利点を生かし、加えて、脂肪族モノカルボン酸銀を予め調製する余分な工程を省いた上で、高い品質のナノレベルの微細粒子径を有する銀微粒子を、より低い製造コストで大量生産する上で、有用な製造方法となる。   The method for producing metal silver fine particles according to the present invention is conventionally produced by a so-called liquid phase method using a previously prepared silver aliphatic monocarboxylate as a raw material and applying an amine reduction method in the presence of a large excess of amine. It is possible to more easily produce silver fine particles having a nano-level fine particle diameter, using silver (I) oxide as a raw material. In addition, the silver fine particles having a nano-level fine particle size are present on the amino nitrogen atoms with at least an appropriate amount of an amine compound added to the reaction system with respect to the silver atoms on the surface. Silver nanoparticles with a coating agent of amines, which can be formed by coating via a coordinated bond using a lone pair of electrons, and produced by gas evaporation (gas phase method) It can also have equivalent dispersion stability. That is, a silver fine particle having a nano-level fine particle diameter obtained by the production method according to the present invention is to apply a method of reducing aliphatic monocarboxylic acid silver with an amine or a gas evaporation method (gas phase method). Compared with fine silver fine particles having an average particle diameter of nanometer scale, which are manufactured in 1), the quality is comparable. Therefore, the manufacturing apparatus cost in the liquid phase method is remarkably low compared with the manufacturing apparatus cost in the gas evaporation method (gas phase method), and in addition, an extra step for preparing the aliphatic monocarboxylate in advance. This is a useful production method for mass-producing silver fine particles having a high quality nano-level fine particle diameter at a lower production cost.

従来の液相法による、ナノレベルの微細粒子径を有する銀微粒子の製造方法は、予め、硝酸銀と脂肪酸ナトリウムとから、不溶性の脂肪酸銀を調製・精製した上で、大過剰量のアミン化合物の存在下、この脂肪酸銀(I)をアミン還元することで、平均粒子径数nmの銀ナノ粒子を作製する手法であった。それに対して、本発明にかかる金属銀微粒子の製造方法は、原料として酸化銀(I)を利用し、含有される銀(Ag+)の量に対して、高い反応温度を選択する際、アミン化合物の存在下、等量よりも遥かに少ない量(1/20量以下)の脂肪酸を酸化銀(I)に作用させて、脂肪酸銀(I)へと徐々に変換し、引き続き、還元を施すことで、少なくとも、平均粒子径3nm〜20nm、好ましくは、4nm〜15nmの範囲の、平均粒子径数nmの銀ナノ粒子の作製を可能としている。その際、アミン還元により生成する銀原子から形成されるナノレベルの微細粒子径を有する銀微粒子は、その表面の銀原子に対して、少なくとも、反応系内に過剰量添加されているアミン化合物が、そのアミノ窒素原子上に存在する孤立電子対を利用して、配位的な結合を介して被覆してなる形態となる。そのため、非極性溶媒中において、かかる銀微粒子表面を被覆する有機分子層は、銀微粒子相互の凝集を防止し、均一に分散する状態を保持する機能を発揮する結果、分散安定性に優れたものとなる。 The conventional method for producing silver fine particles having a nano-scale fine particle size by liquid phase method is to prepare and purify insoluble fatty acid silver from silver nitrate and fatty acid sodium in advance, and then add a large excess of amine compound. This was a technique for producing silver nanoparticles having an average particle diameter of several nm by amine reduction of the fatty acid silver (I) in the presence. On the other hand, the method for producing metal silver fine particles according to the present invention utilizes silver (I) oxide as a raw material, and selects an amine when selecting a high reaction temperature with respect to the amount of silver (Ag + ) contained. In the presence of the compound, an amount (less than 1/20) of a fatty acid much smaller than the equivalent is allowed to act on silver oxide (I) to gradually convert it into fatty acid silver (I), followed by reduction. This makes it possible to produce silver nanoparticles having an average particle diameter of 3 nm to 20 nm, preferably 4 nm to 15 nm, and having an average particle diameter of several nm. At that time, the silver fine particles having a nano-level fine particle diameter formed from silver atoms generated by amine reduction are at least an amine compound added in an excessive amount in the reaction system with respect to the silver atoms on the surface. The lone electron pair present on the amino nitrogen atom is used to form a coating formed through a coordinate bond. Therefore, in the non-polar solvent, the organic molecular layer covering the surface of the silver fine particles prevents the aggregation of the silver fine particles and exhibits a function of maintaining a uniformly dispersed state, resulting in excellent dispersion stability. It becomes.

以下に、本発明について、より詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明にかかる金属銀微粒子の製造方法では、先ず、原料の微粉末状酸化銀(I)(Ag2O;分子量231.74)、脂肪酸、液状のアミン化合物を混合し、脂肪酸と液状のアミン化合物と含む混合液中に、微粉末状酸化銀(I)を分散してなる分散液を調製する。その際、非極性溶媒を加えて、分散液中における、脂肪酸、液状のアミン化合物濃度、ならびに、微粉末状酸化銀(I)の分散密度を調整する。 In the method for producing metal silver fine particles according to the present invention, first, fine powdery silver oxide (I) (Ag 2 O; molecular weight 231.74), a fatty acid and a liquid amine compound are mixed, and the fatty acid and the liquid amine are mixed. A dispersion is prepared by dispersing finely powdered silver oxide (I) in a mixture containing the compound. At that time, a nonpolar solvent is added to adjust the fatty acid, the concentration of the liquid amine compound, and the dispersion density of the finely powdered silver oxide (I) in the dispersion.

この希釈溶媒として利用される、非極性溶媒には、少なくとも、過剰量が使用される液状のアミン化合物と均一な溶液を形成可能な非極性溶媒が利用される。一方、利用される脂肪酸は、脂肪族カルボン酸、特には、飽和脂肪族モノカルボン酸または不飽和脂肪族モノカルボン酸から選択され、通常、室温において、液体であるか、利用される液状のアミン化合物中に容易に溶解可能であるものが使用される。少なくとも、液温を80℃以上とする際、該脂肪酸は、液状のアミン化合物と均一な混合液を形成するものが、好適に使用される。一般的に、脂肪族モノカルボン酸(R’−COOH)は、液状のアミン化合物、例えば、第一アミン(R1NH2)、第二アミン(R12NH)、第三アミン(R123N)と、例えば、R’−COOH‥NR123のような形態を形成でき、液状のアミン化合物自体の中、あるいは、液状のアミン化合物を容易に溶解可能な非極性溶媒中に、均一に溶解可能である。 As the nonpolar solvent used as the diluting solvent, at least a nonpolar solvent capable of forming a uniform solution with the liquid amine compound used in excess is used. On the other hand, the fatty acid used is selected from aliphatic carboxylic acids, particularly saturated aliphatic monocarboxylic acids or unsaturated aliphatic monocarboxylic acids, and is usually a liquid amine or a liquid amine used at room temperature. Those that are readily soluble in the compound are used. At least when the liquid temperature is 80 ° C. or higher, the fatty acid that forms a uniform mixed solution with the liquid amine compound is preferably used. In general, aliphatic monocarboxylic acids (R′-COOH) are liquid amine compounds such as primary amines (R 1 NH 2 ), secondary amines (R 1 R 2 NH), tertiary amines (R 1 R 2 R 3 N) and, for example, R′—COOH... NR 1 R 2 R 3 can be formed, and the liquid amine compound itself or the liquid amine compound can be easily dissolved. It can be uniformly dissolved in a nonpolar solvent.

原料の微粉末状酸化銀(I)(Ag2O;分子量231.74)自体の形状は、特に制限は無いが、反応液を加熱攪拌する間、液中に均一に分散させる上では、その粒径分布は、200メッシュ以下(75μm以下)の範囲に収まるものが好適に利用される。なお、酸化銀(I)の結晶格子は、体心立方格子(b.c.c.)を有するので、立方最密充填構造をとる、金属銀単体の結晶格子、面心立方格子(f.c.c.)と、X線回折によって、容易に区別される。 The shape of the raw fine powdered silver oxide (I) (Ag 2 O; molecular weight 231.74) itself is not particularly limited, but for uniform dispersion in the liquid while heating and stirring the reaction liquid, A particle size distribution that falls within a range of 200 mesh or less (75 μm or less) is preferably used. Since the crystal lattice of silver (I) oxide has a body-centered cubic lattice (bc), the crystal lattice of a single metal silver having a cubic close-packed structure, a face-centered cubic lattice (f. c.c.) and X-ray diffraction.

本発明においては、微粉末状酸化銀(I)(Ag2O)に対して、アミン化合物の存在下において、微粉末状酸化銀(I)(Ag2O)に対して、脂肪酸(R’−COOH)を作用させて、脂肪酸銀(R’−COOAg)を反応系内で生成させる。引き続き、生成された脂肪酸銀を、アミン還元して、銀原子を生成させる。例えば、下記するようなアミン効果に因って促進可能な素反応過程を介して、酸化銀(I)(Ag2O)から、二つの銀原子が生成され、例えば、アミン化合物は、アミンオキシド型化合物[R123+−O-またはR123N→O]への酸化を受ける。その際、脂肪酸(R’−COOH)自体は、初段の素反応過程で利用されるが、一連の過程を経る間に、また、再生されている。
(i) Ag2O+R’−COOH → [R’−COOAg+AgOH]
(ii) R’−COOAg+R123N → [R’−COOAg‥NR123
→ [R’−COO-+Ag+R123+・]
(iii) R’−COO-+AgOH → [R’−COOH+Ag−O-
(iv) [R123+・+Ag−O-] → [R123+−O-+Ag]
(v) [R123+−O-] → [R123N→O]
一方、前記の反応過程で生成されるアミンオキシド型化合物[R123+−O-またはR123N→O]は、脂肪酸(R”−CH2−CH2−COOH)を酸化することで、再び、アミン化合物[R123N]が再生される。この再生過程に因って、反応系内のアミン化合物[R123N]の濃度は、一定の範囲内に保持される。
(vi) 3[R123N→O]+R”−CH2−CH2−COOH
→ [3・R123N + CO2 + R”−CH2−C(OH)3
→ 3・R123N +CO2 + H2O + R”−CH2−COOH
すなわち、脱炭酸を伴った、脂肪酸(R”−CH2−CH2−COOH)を段階的に酸化する過程(vi-1)〜(vi-3)に因って、炭素数が一つ少ない脂肪酸(R”−CH2−COOH)へと変換される。この脂肪酸(R”−CH2−COOH)は、上記の素反応過程(i)で再利用される。従って、反応系内に存在する脂肪酸の総和(濃度合計)は、一定の範囲内に保持される。
(vi-1) [R”−CH2−CH2−COOH +O]
→ CO2↑ + [R”−CH2−CH2−OH]
(vi-2) [R”−CH2−CH2−OH +O]
→ [R”−CH2−CH(OH)2
(vi-3) [R”−CH2−CH(OH)2 +O]
→ [R”−CH2−C(OH)3
→ H2O + R”−CH2−COOH
(i’-0) Ag2O+H2O → [2AgOH]
(i’-1) [2AgOH]+R”−CH2−COOH
→ [R”−CH2−COOAg+AgOH]+H2
上記の過程(vi)は、脱炭酸を伴う反応であるため、反応温度が低いと、進行しないが、本発明では、少なくとも、反応温度を80℃以上とすることで、その反応速度を増している。結果として、還元反応で使用される、アミン化合物[R123N]の再生がなされ、素反応過程(i)〜(v)と過程(vi)との間で、全体的な反応速度の均衡が達成されている。
In the present invention, for finely divided silver oxide (I) (Ag 2 O), in the presence of an amine compound, for finely divided silver oxide (I) (Ag 2 O), fatty acid (R ′ -COOH) is allowed to act to produce fatty acid silver (R'-COOAg) in the reaction system. Subsequently, the produced fatty acid silver is subjected to amine reduction to produce silver atoms. For example, two silver atoms are produced from silver (I) oxide (Ag 2 O) through an elementary reaction process that can be promoted by the amine effect as described below. Oxidation to type compound [R 1 R 2 R 3 N + —O or R 1 R 2 R 3 N → O]. At that time, the fatty acid (R′-COOH) itself is used in the initial elementary reaction process, but is regenerated during a series of processes.
(I) Ag 2 O + R′—COOH → [R′—COOAg + AgOH]
(Ii) R′-COOAg + R 1 R 2 R 3 N → [R′-COOAg... NR 1 R 2 R 3 ]
→ [R'-COO - + Ag + R 1 R 2 R 3 N + ·]
(iii) R′—COO + AgOH → [R′—COOH + Ag—O ]
(iv) [R 1 R 2 R 3 N + · + Ag-O ] → [R 1 R 2 R 3 N + —O + Ag]
(V) [R 1 R 2 R 3 N + —O ] → [R 1 R 2 R 3 N → O]
On the other hand, the amine oxide type compound [R 1 R 2 R 3 N + —O or R 1 R 2 R 3 N → O] produced in the reaction process described above is a fatty acid (R ″ —CH 2 —CH 2 — by oxidizing COOH), again, the amine compound [R 1 R 2 R 3 N ] is reproduced. by this regeneration process, the amine compound in the reaction system of the [R 1 R 2 R 3 N ] The concentration is kept within a certain range.
(Vi) 3 [R 1 R 2 R 3 N → O] + R ″ —CH 2 —CH 2 —COOH
→ [3 · R 1 R 2 R 3 N + CO 2 + R "-CH 2 -C (OH) 3]
→ 3 · R 1 R 2 R 3 N + CO 2 + H 2 O + R "-CH 2 -COOH
That is, the number of carbon atoms is reduced by one due to the steps (vi-1) to (vi-3) in which fatty acids (R ″ —CH 2 —CH 2 —COOH) are oxidized stepwise with decarboxylation. Converted to fatty acid (R ″ —CH 2 —COOH). This fatty acid (R ″ —CH 2 —COOH) is reused in the above elementary reaction step (i). Therefore, the total sum (concentration total) of fatty acids present in the reaction system is kept within a certain range. Is done.
(Vi-1) [R ″ —CH 2 —CH 2 —COOH + O]
→ CO 2 ↑ + [R "-CH 2 -CH 2 -OH]
(Vi-2) [R " -CH 2 -CH 2 -OH + O]
→ [R "-CH 2 -CH ( OH) 2]
(Vi-3) [R ″ —CH 2 —CH (OH) 2 + O]
→ [R "-CH 2 -C ( OH) 3]
→ H 2 O + R ″ —CH 2 —COOH
(I′-0) Ag 2 O + H 2 O → [2AgOH]
(I′-1) [2AgOH] + R ″ —CH 2 —COOH
→ [R "-CH 2 -COOAg + AgOH] + H 2 O
Since the above process (vi) is a reaction involving decarboxylation, it does not proceed when the reaction temperature is low. However, in the present invention, at least the reaction temperature is increased to 80 ° C. to increase the reaction rate. Yes. As a result, the amine compound [R 1 R 2 R 3 N] used in the reduction reaction is regenerated, and the overall reaction between the elementary reaction processes (i) to (v) and the process (vi) is performed. Speed equilibrium is achieved.

なお、過程(vi)において、副生される水分子(H2O)は、上記の副次的な過程(i’-0)を介して、固相の酸化銀(I):Ag2Oを、水酸化銀:AgOHの形状へ変換する過程で利用される。その結果、反応系の液相中に遊離した水分子(H2O)として、蓄積されることはないと推定される。一方、素過程(vi-3)の後段の反応において、その反応の平衡定数K(vi-3)は、K(vi-3)={[H2O]・[R”−CH2−COOH]}/[R”−CH2−C(OH)3]となるが、遊離した水分子(H2O)の蓄積によって、この反応の進行が阻害を受ける事態は回避されている。 In the step (vi), water molecules (H 2 O) by-produced are converted into solid phase silver oxide (I): Ag 2 O through the above-mentioned secondary step (i′-0). Is utilized in the process of converting to the form of silver hydroxide: AgOH. As a result, it is estimated that no water molecules (H 2 O) are accumulated in the liquid phase of the reaction system. On the other hand, in the subsequent reaction of the elementary process (vi-3), the equilibrium constant K (vi-3) of the reaction is K (vi-3) = {[H 2 O] · [R ″ -CH 2 —COOH. ]} / [R ″ —CH 2 —C (OH) 3 ], but it is avoided that the progress of this reaction is inhibited by the accumulation of free water molecules (H 2 O).

従って、本発明においては、粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、反応液中に配合される脂肪酸の量を、等量よりも遥かに少ない、0.05モル量を下回る範囲に選択することが可能となっている。具体的には、粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、脂肪族カルボン酸、特には、飽和脂肪族モノカルボン酸または不飽和脂肪族モノカルボン酸から選択される、脂肪酸一種以上を、そのカルボキシ基の総和が0.02〜0.05モル量となる量、好ましくは、0.025〜0.045モル量の範囲、通常、0.03〜0.04モル量を使用することができる。   Therefore, in the present invention, the amount of fatty acid blended in the reaction solution per mole of silver atoms contained in the powdered silver oxide (I) is much less than the equivalent, 0.05 mole amount. It is possible to select a range below. Specifically, an aliphatic carboxylic acid, in particular, a fatty acid selected from a saturated aliphatic monocarboxylic acid or an unsaturated aliphatic monocarboxylic acid per mole of silver atoms contained in powdered silver oxide (I) One or more, in an amount such that the sum of the carboxy groups is 0.02 to 0.05 mol, preferably in the range of 0.025 to 0.045 mol, usually 0.03 to 0.04 mol Can be used.

上記の一連の反応:(i)〜(vi)においては、酸化銀(I)(Ag2O)の3分子を還元する際、脂肪族カルボン酸(R”−CH2−CH2−COOH)から、炭素一つが失われ、脂肪族カルボン酸(R”−CH2−COOH)へと変換がなされる。粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量を還元処理する際には、脂肪族カルボン酸は、延べ1/6モル量が、その炭素を一つ消費することになる。例えば、炭素数14の直鎖アルカン酸を0.02モル量利用し、炭素数4の直鎖アルカン酸となるまで、述べ10の炭素が消費されると、対象の酸化銀(I)(Ag2O)に関して、0.02×3×10=0.6モル量が還元処理される。換言するならば、粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、例えば、炭素数14の直鎖アルカン酸を、0.02モル量利用することで、その還元処理を行うことが可能である。 In the above series of reactions: (i) to (vi), when reducing three molecules of silver oxide (I) (Ag 2 O), aliphatic carboxylic acid (R ″ —CH 2 —CH 2 —COOH) , One carbon is lost and converted to an aliphatic carboxylic acid (R ″ —CH 2 —COOH). When reducing the amount of 1 mol of silver atoms contained in the powdered silver oxide (I), 1/6 mol of the aliphatic carboxylic acid consumes one carbon. For example, when 0.02 mole amount of a linear alkanoic acid having 14 carbon atoms is used and 10 carbon atoms are consumed until a linear alkanoic acid having 4 carbon atoms is obtained, the target silver oxide (I) (Ag With respect to 2 O), 0.02 × 3 × 10 = 0.6 molar amount is reduced. In other words, the reduction treatment is performed by using, for example, 0.02 mol of linear alkanoic acid having 14 carbon atoms per 1 mol of silver atoms contained in the powdered silver oxide (I). Is possible.

利用する脂肪酸としては、飽和脂肪族モノカルボン酸または不飽和脂肪族モノカルボン酸、好ましくは、炭素数14〜22の直鎖アルカン酸、または炭素数14〜22の直鎖アルケン酸を選択する。特には、炭素数14〜18の直鎖アルカン酸、または炭素数14〜18の直鎖アルケン酸を選択することが、より好ましい。一般に、脂肪族モノカルボン酸では、その炭素数が減少するとともに、酸解離が起こり易くなり、換言すると、上記の素過程(i)の反応速度が増す。その結果、単位時間、単位体積あたりに生成する銀原子の量が増加すると、形成される金属銀微粒子の平均粒子径も増大する。目的とする金属銀微粒子の平均粒子径数nm、例えば、3〜20nmの好適な範囲、さらには、4〜15nmのより好適な範囲に留める上では、素過程(i)の反応速度を制御する必要がある。具体的には、素過程(i)の反応速度を不必要に大きくしないことが必要であり、用いる脂肪族カルボン酸、特には、脂肪族モノカルボン酸の炭素数をある範囲以上に選択することが好ましい。   As the fatty acid to be used, a saturated aliphatic monocarboxylic acid or an unsaturated aliphatic monocarboxylic acid, preferably a linear alkanoic acid having 14 to 22 carbon atoms or a linear alkenoic acid having 14 to 22 carbon atoms is selected. In particular, it is more preferable to select a linear alkanoic acid having 14 to 18 carbon atoms or a linear alkenoic acid having 14 to 18 carbon atoms. In general, in an aliphatic monocarboxylic acid, the number of carbon atoms decreases and acid dissociation easily occurs. In other words, the reaction rate of the elementary process (i) increases. As a result, when the amount of silver atoms generated per unit time and unit volume increases, the average particle diameter of the formed metal silver fine particles also increases. In order to keep the average particle diameter of the target metallic silver fine particles of several nm, for example, a suitable range of 3 to 20 nm, and more preferably 4 to 15 nm, the reaction rate of the elementary process (i) is controlled. There is a need. Specifically, it is necessary not to unnecessarily increase the reaction rate of the elementary process (i), and the number of carbon atoms of the aliphatic carboxylic acid to be used, particularly the aliphatic monocarboxylic acid, should be selected within a certain range. Is preferred.

また、過程(vi)を介して、副生するアミンオキシド型化合物[R123+−O-またはR123N→O]を、アミン化合物[R123N]に再生するため、本発明においては、粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、反応液中に配合されるアミン化合物の量を、等量よりも遥かに少ない、0.35モル量を下回る範囲に選択することが可能となっている。具体的には、粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、アミン化合物を、アミノ窒素原子の総和が、0.12〜0.35モル量となる量、好ましくは、0.15〜0.30モル量の範囲、より好ましくは、0.2〜0.3モル量を使用することができる。 Further, the amine oxide type compound [R 1 R 2 R 3 N + —O or R 1 R 2 R 3 N → O] produced as a by-product is converted into the amine compound [R 1 R 2 R via the step (vi). 3 N] for playing, in the present invention, silver atoms 1 molar amount per contained powdered silver oxide (I), the amount of amine compound mixed in the reaction solution, much less than the equivalent amount , It is possible to select a range below 0.35 mol. Specifically, the amine compound is added in an amount such that the total amount of amino nitrogen atoms is 0.12 to 0.35 mol per mol of silver atoms contained in the powdered silver oxide (I), preferably 0. A range of .15 to 0.30 moles, more preferably 0.2 to 0.3 moles, can be used.

その際、使用されている脂肪酸(R”−CH2−CH2−COOH)1分子あたり、アミン化合物[R123N]が、少なくとも、3分子以上、好ましくは、4分子以上が存在する状態を達成することができる。 At that time, the amine compound [R 1 R 2 R 3 N] per molecule of fatty acid (R ″ —CH 2 —CH 2 —COOH) used is at least 3 molecules, preferably 4 molecules or more. An existing state can be achieved.

また、実用上、全体の反応時間を合理的な範囲とする上では、反応液温度をある程度高く設定する必要がある。その際、素過程(i)の反応速度は、反応液温度が高くなるとともに、加速度的に促進される。そのため、反応液温度を高くし、同時に、用いる脂肪族カルボン酸、例えば、脂肪族モノカルボン酸自体の反応性が高いものを使用すると、素過程(i)の反応速度が、不必要に大きくなり、結果として、形成される金属銀微粒子の平均粒子径は、目的とする範囲の100nm未満、例えば、好適な範囲の3〜20nmを大きく超えたものとなる。用いる脂肪族カルボン酸、特には、脂肪族モノカルボン酸として、炭素数14〜22の直鎖アルカン酸、または炭素数14〜22の直鎖アルケン酸、より好ましくは、炭素数14〜18の直鎖アルカン酸、または炭素数14〜18の直鎖アルケン酸を選択すると、その濃度を低くしているので、反応液温度を140℃程度まで上昇させた条件においても、素過程(i)の反応速度は、目標とする制御範囲内に留めることがより容易となる。なお、直鎖アルカン酸や直鎖アルケン酸においては、炭素数が増すとともに、その融点が上昇するため、反応液中において、用いるアミン化合物とともに均一な液相を形成する際、溶媒として、非極性溶媒を使用することが不可欠となる。加えて、直鎖アルカン酸や直鎖アルケン酸においては、炭素数が増すとともに、その反応性が低下するが、反応温度を高くすることによって、脂肪酸の使用量を抑えた条件でも、十分な反応速度が達成することが可能となる。   In practice, it is necessary to set the reaction liquid temperature to a certain level in order to keep the overall reaction time within a reasonable range. At this time, the reaction rate of the elementary process (i) is accelerated at an accelerated speed as the reaction solution temperature increases. Therefore, if the reaction liquid temperature is increased and at the same time, an aliphatic carboxylic acid to be used, for example, an aliphatic monocarboxylic acid having high reactivity is used, the reaction rate of the elementary process (i) becomes unnecessarily large. As a result, the average particle diameter of the formed metallic silver fine particles is less than the target range of less than 100 nm, for example, greatly exceeds the preferred range of 3 to 20 nm. As the aliphatic carboxylic acid to be used, in particular, as an aliphatic monocarboxylic acid, a straight chain alkanoic acid having 14 to 22 carbon atoms or a straight chain alkenoic acid having 14 to 22 carbon atoms, more preferably a straight chain having 14 to 18 carbon atoms. When the chain alkanoic acid or the straight chain alkenoic acid having 14 to 18 carbon atoms is selected, the concentration is lowered. Therefore, the reaction of the elementary process (i) is performed even under the condition that the reaction liquid temperature is increased to about 140 ° C. It becomes easier to keep the speed within the target control range. In linear alkanoic acid and linear alkenoic acid, the melting point increases as the number of carbon atoms increases. Therefore, when forming a uniform liquid phase with the amine compound to be used in the reaction solution, the solvent is nonpolar. It is essential to use a solvent. In addition, in linear alkanoic acid and linear alkenoic acid, the reactivity increases as the number of carbon atoms increases, but sufficient reaction can be achieved even under conditions where the amount of fatty acid used is suppressed by increasing the reaction temperature. Speed can be achieved.

その際、炭素数14〜18の直鎖アルカン酸、または炭素数14〜18の直鎖アルケン酸を選択すると、液温が60℃程度に達すると、液体となるので、非極性溶媒中に均一に溶解した状態となる。すなわち、非極性溶媒中に、アミン化合物と脂肪酸とが均一に溶解している液相とすることが可能である。また、反応温度を相当に高くする条件では、濃度は低くとも、全体として、反応性も適正な範囲となる。少なくとも反応温度を、80℃以上、100℃以下とする際には、脂肪酸に関する、より好ましい選択範囲となる。   At that time, if a straight chain alkanoic acid having 14 to 18 carbon atoms or a straight chain alkenoic acid having 14 to 18 carbon atoms is selected, it becomes liquid when the liquid temperature reaches about 60 ° C., so it is uniform in a nonpolar solvent. It will be in a dissolved state. That is, a liquid phase in which the amine compound and the fatty acid are uniformly dissolved in the nonpolar solvent can be obtained. On the other hand, under conditions where the reaction temperature is considerably high, the reactivity is within an appropriate range as a whole even if the concentration is low. When at least the reaction temperature is 80 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, it is a more preferable selection range for fatty acids.

加えて、上述の素過程(i)において、長鎖のジカルボン酸(HOOC−(CH2m−COOH)は、酸化銀(I)の表面に対しては、対応する長鎖のモノカルボン酸(CH3−(CH2m−COOH)と同様に、長鎖のジカルボン酸(HOOC−(CH2m−COOH)の一端のカルボキシ基(−COOH)のみしか作用できない。従って、長鎖のジカルボン酸(HOOC−(CH2m−COOH)を、対応する長鎖のモノカルボン酸(CH3−(CH2m−COOH)に代えて、使用することもできる。その際、該長鎖のジカルボン酸(HOOC−(CH2m−COOH)については、含まれる二つのカルボキシ基(−COOH)の合計に代えて、反応に関与する一方のカルボキシ基(−COOH)の合計に換算する。 In addition, in the above-mentioned elementary process (i), the long-chain dicarboxylic acid (HOOC— (CH 2 ) m —COOH) corresponds to the corresponding long-chain monocarboxylic acid on the surface of silver oxide (I). Like (CH 3 — (CH 2 ) m —COOH), only the carboxy group (—COOH) at one end of the long-chain dicarboxylic acid (HOOC— (CH 2 ) m —COOH) can act. Therefore, a long-chain dicarboxylic acid (HOOC— (CH 2 ) m —COOH) can be used instead of the corresponding long-chain monocarboxylic acid (CH 3 — (CH 2 ) m —COOH). At that time, for the long-chain dicarboxylic acid (HOOC— (CH 2 ) m —COOH), instead of the total of the two carboxy groups (—COOH) contained, one carboxy group (—COOH) involved in the reaction is used. ).

具体的には、長鎖のジカルボン酸(HOOC−(CH2m−COOH)は、上記の素過程(vi-1)において、
(vi-1) [HOOC−(CH2m−COOH +O]
→ CO2↑ + [HO−(CH2m-1−COOH]
と、ω−ヒドロキシアルカン酸(HO−(CH2m-1−COOH)へと変換される。従って、それ以降は、上述の素過程(i)においては、長鎖のω−ヒドロキシアルカン酸(HO−(CH2m-1−COOH)として、寄与するため、カルボキシ基(−COOH)の合計を行う際には、実質的にモノカルボン酸として取り扱う。
Specifically, the long-chain dicarboxylic acid (HOOC— (CH 2 ) m —COOH) is obtained by the above elementary process (vi-1):
(Vi-1) [HOOC- ( CH 2) m -COOH + O]
→ CO 2 ↑ + [HO- (CH 2 ) m-1 -COOH]
To ω-hydroxyalkanoic acid (HO— (CH 2 ) m−1 —COOH). Therefore, since it contributes as long-chain ω-hydroxyalkanoic acid (HO— (CH 2 ) m−1 —COOH) in the above elementary process (i), the carboxy group (—COOH) When performing the summation, it is treated as a substantially monocarboxylic acid.

一方、分岐を有する脂肪酸、特に、カルボン酸のα位の炭素原子上に分岐鎖が存在する:R4−CH(R5)−COOHの形状の脂肪酸は、対応する分岐鎖のない脂肪酸:R4−CH2−COOHとは異なり、上述の過程(vi)の反応は進行しない。その点を考慮すると、分岐を有する脂肪酸を利用する際には、少なくとも、カルボキシ基側から炭素数10以上の直鎖アルキレン鎖(−(CH2m−)を具えるものを選択することが好ましい。 On the other hand, a fatty acid having a branch, in particular, a branched chain exists on the carbon atom at the α-position of the carboxylic acid: a fatty acid in the form of R 4 —CH (R 5 ) —COOH is a fatty acid having no corresponding branched chain: R 4 differs from the -CH 2 -COOH, the reaction process described above (vi) does not proceed. Considering this point, when using a branched fatty acid, it is possible to select one having at least a linear alkylene chain having 10 or more carbon atoms (— (CH 2 ) m —) from the carboxy group side. preferable.

一方、反応液温度は、素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応において利用される、アミン化合物の沸点を超えない範囲に設定することが望ましい。反応自体は、還流下で実施するので、アミン化合物が蒸散して、散逸することは防止されているが、反応容器内の気相に蒸気として存在するアミン化合物の比率が必要以上に高くなると、反応液中のアミン化合物濃度が相対的に低減する。また、一旦形成された金属銀微粒子の表面の被覆に利用される、アミン化合物の離脱も顕著となり、その結果、生成された銀原子が、形成された金属銀微粒子に更に集積し、最終的に得られる金属銀微粒子の平均粒子径は、目的とする3〜20nmの範囲、例えば、4〜15nmの範囲を大きく超えたものとなる。この点を考慮すると、反応液温度は、一般に、利用されるアミン化合物の沸点を超えない範囲に設定する。   On the other hand, the reaction solution temperature is desirably set in a range not exceeding the boiling point of the amine compound used in the reduction reaction involving the amine compound, such as elementary processes (ii) to (iv). Since the reaction itself is carried out under reflux, the amine compound is prevented from evaporating and dissipating, but when the proportion of the amine compound present as vapor in the gas phase in the reaction vessel becomes higher than necessary, The amine compound concentration in the reaction solution is relatively reduced. Also, the amine compound used for coating the surface of the metal silver fine particles once formed becomes prominent, and as a result, the generated silver atoms are further accumulated in the formed metal silver fine particles. The average particle diameter of the obtained metal silver fine particles greatly exceeds the target range of 3 to 20 nm, for example, the range of 4 to 15 nm. Considering this point, the reaction solution temperature is generally set in a range not exceeding the boiling point of the amine compound to be used.

酸化銀分散混合物において、仮に、脂肪酸とアミン化合物が高い濃度で溶解している場合には、室温においても、酸化銀(I)表面に脂肪酸が作用でき、上述の素過程(i)は進行する。その際、アミン化合物が高い濃度で溶解していると、素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応が、室温でも、素過程(i)の反応速度に見合った速度で進行する。しかしながら、一般に、素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応は、室温では、その進行は遅いため、アミン化合物の濃度を低く設定する本発明の条件では、液温を80℃以上に加熱し、攪拌を行うことで、初めて、反応を進めることが可能となる。なお、脂肪酸とアミン化合物が均一に混和されている液相中に含まれる、アミン化合物や脂肪酸が、加熱温度において、高い蒸気圧を有する場合、加熱に伴う蒸散によって、液相から散逸することを防止する必要がある。同じく、液相に添加される溶媒に関しても、加熱温度において、高い蒸気圧を有する場合、加熱に伴う蒸散によって、液相から散逸することを防止する必要がある。   In the silver oxide dispersion mixture, if the fatty acid and the amine compound are dissolved at a high concentration, the fatty acid can act on the surface of the silver (I) oxide even at room temperature, and the above elementary process (i) proceeds. . At that time, if the amine compound is dissolved at a high concentration, the reduction reaction involving the amine compound, such as the elementary processes (ii) to (iv), matches the reaction rate of the elementary process (i) even at room temperature. Proceed at a different speed. However, in general, the reduction reaction involving an amine compound, such as elementary processes (ii) to (iv), proceeds slowly at room temperature. Therefore, under the conditions of the present invention in which the concentration of the amine compound is set low, a liquid reaction is not possible. It is possible to advance the reaction for the first time by heating the temperature to 80 ° C. or higher and stirring. In addition, when the amine compound or fatty acid contained in the liquid phase in which the fatty acid and the amine compound are uniformly mixed has a high vapor pressure at the heating temperature, it should be dissipated from the liquid phase by transpiration due to heating. There is a need to prevent. Similarly, regarding the solvent added to the liquid phase, when it has a high vapor pressure at the heating temperature, it is necessary to prevent the solvent from escaping from the liquid phase due to transpiration due to heating.

酸化銀分散混合物の加熱攪拌を行う際、還流下における液相の加熱温度は、利用される液状のアミン化合物自体の沸点を超えないが、少なくとも、脂肪酸とアミン化合物とが均一に混和されてなる混合物が均一な混合液を形成可能な温度を超える範囲を選択することが必要である。具体的には、仮に、室温(25℃)では、脂肪酸とアミン化合物とが均一に混和されて、付加塩型の複合体を形成する際には、この付加塩型の複合体を解離させ、脂肪酸とアミン化合物と遊離した状態で存在する温度に、加熱攪拌を行う形態を採用する。少なくとも、その還流下における液相の加熱温度は、80℃以上とする。通常、脂肪酸として、炭素数14〜22の直鎖アルカン酸、または炭素数14〜22の直鎖アルケン酸、特には、炭素数14〜18の直鎖アルカン酸、または炭素数14〜18の直鎖アルケン酸を選択する際、素過程(i)で生成される脂肪酸銀をアミン化合物の存在下、還元を行う反応を適度に促進する上では、少なくとも、還流下における液相の加熱温度を、80℃以上であって、前記液状のアミン化合物自体の沸点を超えない温度の範囲に選択することが好ましい。但し、酸化銀(I)から脂肪酸銀を生成する反応速度が過度とならない範囲に制御する上では、前記加熱時の液温度は、脂肪酸銀自体の分解に因るラジカル還元反応が大きな寄与を示す温度に達しない範囲を選択することが好ましい。例えば、140℃を超えない範囲とすることが好ましい。   When the silver oxide dispersion mixture is heated and stirred, the heating temperature of the liquid phase under reflux does not exceed the boiling point of the liquid amine compound itself, but at least the fatty acid and the amine compound are uniformly mixed. It is necessary to select a range that exceeds the temperature at which the mixture can form a uniform mixture. Specifically, at room temperature (25 ° C.), when the fatty acid and the amine compound are uniformly mixed to form an addition salt complex, the addition salt complex is dissociated, The form which heat-stirs is employ | adopted to the temperature which exists in the state which liberated the fatty acid and the amine compound. At least the heating temperature of the liquid phase under reflux is 80 ° C. or higher. Usually, the fatty acid is a straight chain alkanoic acid having 14 to 22 carbon atoms or a straight chain alkenoic acid having 14 to 22 carbon atoms, particularly a straight chain alkanoic acid having 14 to 18 carbon atoms, or a straight chain having 14 to 18 carbon atoms. In selecting the chain alkenoic acid, in order to appropriately promote the reaction of reducing the fatty acid silver produced in the elementary process (i) in the presence of the amine compound, at least the heating temperature of the liquid phase under reflux is determined. It is preferable to select the temperature within a range of 80 ° C. or higher and not exceeding the boiling point of the liquid amine compound itself. However, in controlling the temperature at which the reaction rate for producing fatty acid silver from silver (I) is not excessive, the liquid temperature during the heating greatly contributes to the radical reduction reaction due to the decomposition of the fatty acid silver itself. It is preferable to select a range that does not reach the temperature. For example, it is preferable that the temperature does not exceed 140 ° C.

一方、例えば、素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応も、反応液温度が高くなるとともに、加速度的に促進される。但し、全体の反応速度は、素過程(i)の反応速度、すなわち、脂肪酸銀の生成速度と、素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応の速度、すなわち、脂肪酸銀の消失速度とのバランスによって決定される。本発明においては、素過程(i)の反応速度を支配する、反応液中の脂肪酸濃度:C[R’−COOH]と用いる脂肪酸の反応性:k1を調整するとともに、素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応の速度を支配する、反応液中のアミン化合物濃度:C[R123N]と用いるアミン化合物の反応性:k2を調整することで、反応系内の存在する脂肪酸銀の濃度:C[R’−COOAg]を所望の範囲に制御する。 On the other hand, for example, reduction reactions involving amine compounds, such as elementary processes (ii) to (iv), are accelerated at an accelerated rate as the reaction solution temperature increases. However, the overall reaction rate is the reaction rate of the elementary process (i), that is, the rate of formation of fatty acid silver and the rate of the reduction reaction involving the amine compound, such as elementary processes (ii) to (iv), that is, It is determined by the balance with the disappearance rate of fatty acid silver. In the present invention, the fatty acid concentration in the reaction solution, which controls the reaction rate of the elementary process (i): C [R′-COOH] and the reactivity of the fatty acid used: k 1 are adjusted, and the elementary process (ii). The amine compound concentration in the reaction solution: C [R 1 R 2 R 3 N] and the reactivity of the amine compound used, which controls the rate of the reduction reaction involving the amine compound as in (iv): k 2 By adjusting the concentration, the concentration of fatty acid silver existing in the reaction system: C [R′-COOAg] is controlled within a desired range.

すなわち、粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、脂肪族カルボン酸、特には、飽和脂肪族モノカルボン酸または不飽和脂肪族モノカルボン酸から選択される、脂肪酸一種以上を、そのカルボキシ基の総和が0.02〜0.05モル量、好ましくは、0.025〜0.045モル量、通常、0.03〜0.04モル量となる量に選択することに伴って、液状のアミン化合物を、アミノ窒素原子の総和が、0.12〜0.35モル量、好ましくは、0.15〜0.30モル量の範囲、通常、0.2〜0.3モル量となる量としている。   That is, one or more fatty acids selected from aliphatic carboxylic acids, in particular, saturated aliphatic monocarboxylic acids or unsaturated aliphatic monocarboxylic acids, per mole of silver atoms contained in the powdered silver oxide (I). , The total of the carboxy groups is 0.02 to 0.05 mol, preferably 0.025 to 0.045 mol, and usually 0.03 to 0.04 mol. The liquid amine compound has a sum of amino nitrogen atoms in the range of 0.12 to 0.35 mol, preferably 0.15 to 0.30 mol, usually 0.2 to 0.3 mol. The amount is an amount.

素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応過程に基づくと、粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子0.04モル量の還元を行う際、アミン化合物(R123N)は、0.02モル量が消費される。一方、高い温度で進行する、過程(vi)を介して、一旦消費されたアミン化合物(R123N)を再生することで、反応系内のアミン化合物(R123N)の濃度低下を回避している。この過程(vi)では、脂肪酸(R”−CH2−CH2−COOH)は、炭素(CH2)を一つ消費するが、脂肪酸(R”−CH2−COOH)へと変換されるため、実質的に、反応系内の脂肪酸の濃度の総和の減少も回避されている。 Based on the reduction reaction process involving an amine compound such as elementary processes (ii) to (iv), the amine compound is reduced when 0.04 mol of silver atoms contained in the powdered silver oxide (I) is reduced. 0.02 molar amount of (R 1 R 2 R 3 N) is consumed. On the other hand, proceeds at higher temperatures, the process (vi) through, by reproducing once consumed amine compound (R 1 R 2 R 3 N), the amine compound in the reaction system (R 1 R 2 R 3 N) A decrease in concentration is avoided. In this process (vi), fatty acid (R ″ —CH 2 —CH 2 —COOH) consumes one carbon (CH 2 ), but is converted to fatty acid (R ″ —CH 2 —COOH). In practice, a reduction in the sum of the concentrations of fatty acids in the reaction system is also avoided.

従って、液状のアミン化合物を、アミノ窒素原子の総和が0.12〜0.35モル量、好ましくは、0.15〜0.30モル量、通常、0.2〜0.3モル量となる量を用いることで、過渡的には、アミン化合物(R123N)の消費に付随して、反応系内のアミン化合物濃度:C[R123N]は減少するものの、前記の過程を介して、その再生がなされるので、減少比率を相対的に僅かな範囲とすることができる。加えて、反応系内のアミン化合物濃度:C[R123N]は、一定の水準以上に保たれるため、生成する銀微粒子表面に対して、利用しているアミン化合物が、そのアミノ窒素原子上に存在する孤立電子対を利用して、配位的な結合を介して被覆してなる形態が達成される。一方、素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応過程に基づくと、素過程(i)で使用される脂肪酸は、素過程(ii)〜(iv)の進行に伴い、再生される結果、反応液中の脂肪酸濃度:C[R’−COOH]の総和も、全体の反応が進行する間、実質的に一定の濃度に維持される。 Therefore, the liquid amine compound has a sum of amino nitrogen atoms of 0.12 to 0.35 mol, preferably 0.15 to 0.30 mol, usually 0.2 to 0.3 mol. By using the amount, the amine compound concentration in the reaction system: C [R 1 R 2 R 3 N] decreases transiently with the consumption of the amine compound (R 1 R 2 R 3 N). However, since the regeneration is performed through the above-described process, the reduction ratio can be relatively small. In addition, since the amine compound concentration in the reaction system: C [R 1 R 2 R 3 N] is maintained at a certain level or higher, the amine compound used on the surface of the silver fine particles to be generated is Using the lone electron pair present on the amino nitrogen atom, a form formed by coating via a coordination bond is achieved. On the other hand, based on a reduction reaction process involving an amine compound, such as elementary processes (ii) to (iv), the fatty acid used in elementary process (i) is a progression of elementary processes (ii) to (iv). As a result of the regeneration, the sum of the fatty acid concentration in the reaction solution: C [R′-COOH] is also maintained at a substantially constant concentration during the entire reaction.

なお、素過程(i)の反応は、粉末状酸化銀(I)の表面に対する反応であり、その表面に露呈している酸化銀(I)の面密度;Cs[Ag2O]にも依存する。従って、反応系内の存在する脂肪酸銀の濃度:C[R’−COOAg]の時間的変化は、近似的に下記のように表記される。 The reaction of the elementary process (i) is a reaction to the surface of the powdered silver oxide (I), and the surface density of the silver (I) oxide exposed on the surface; C s [Ag 2 O] Dependent. Therefore, the temporal change in the concentration of fatty acid silver present in the reaction system: C [R′-COOAg] is approximately expressed as follows.

dC[R'-COOAg]/dt
=k1×C[R'-COOH]・Cs[Ag2O]−k2×C[R1R2R3N]・C[R'-COOAg]
粉末状酸化銀(I)自体は、固形物であり、その表面に露呈している酸化銀(I)の面密度;Cs[Ag2O]は、実質的に変化しない。すなわち、本発明の反応形態を選択すると、全体の反応が進行する際、反応液温度が一定に保たれると、反応液中の脂肪酸濃度:C[R’−COOH]と用いる脂肪酸の反応性:k1、反応液中のアミン化合物濃度:C[R123N]と用いるアミン化合物の反応性:k2、分散されている粉末状酸化銀(I)の表面に露呈している酸化銀(I)の面密度;Cs[Ag2O]は、実質的に一定に保持されるため、結果として、反応系全体は、平衡条件:dC[R'-COOAg]/dt=0を満足する状態と見なせる。従って、反応液中に分散されている、粉末状酸化銀(I)を原料として、金属銀微粒子を形成する反応が進行する間、反応系内の存在する脂肪酸銀の濃度C[R’−COOAg]も、実質的に一定の濃度に維持される。具体的には、反応系内の存在する脂肪酸銀の濃度C[R’−COOAg]は、下記のように近似的に表現される。
C[R'-COOAg]=(k1×C[R'-COOH]/k2×C[R1R2R3N])・Cs[Ag2O]
その際、上記素過程単位時間、単位体積あたりに生成する銀原子の量は、単位時間、単位体積あたりに反応で消費される脂肪酸銀の量:k2×C[R1R2R3N]・C[R'-COOAg]あるいは反応で消費される粉末状酸化銀(I)の量:k1×C[R'-COOH]・Cs[Ag2O]に、対応するものとなる。換言するならば、単位時間、単位体積あたりに生成する銀原子の量も、実質的に一定に維持されることにより、形成される金属銀微粒子の平均粒子径も、高い均質性を示すものとなる。
dC [R'-COOAg] / dt
= K 1 × C [R'- COOH] · C s [Ag 2 O] -k 2 × C [R 1 R 2 R 3 N] · C [R'-COOAg]
Powdered silver oxide (I) itself is a solid, and the surface density of silver oxide (I) exposed on the surface; C s [Ag 2 O] does not substantially change. That is, when the reaction form of the present invention is selected, when the reaction temperature is kept constant when the entire reaction proceeds, the fatty acid concentration in the reaction solution: C [R′-COOH] and the reactivity of the fatty acid used. : K 1 , amine compound concentration in the reaction solution: C [R 1 R 2 R 3 N] and reactivity of amine compound used: k 2 , exposed on the surface of the dispersed powdered silver oxide (I) Since the surface density of the silver (I) oxide; C s [Ag 2 O] is kept substantially constant, as a result, the entire reaction system has an equilibrium condition: dC [R′-COOAg] / dt = It can be regarded as a state satisfying zero. Accordingly, the concentration C [R′-COOAg of the fatty acid silver present in the reaction system while the reaction for forming metallic silver fine particles proceeds using powdered silver oxide (I) dispersed in the reaction solution as a raw material. ] Is also maintained at a substantially constant concentration. Specifically, the concentration C [R′-COOAg] of fatty acid silver present in the reaction system is approximately expressed as follows.
C [R′-COOAg] = (k 1 × C [R′-COOH] / k 2 × C [R 1 R 2 R 3 N]) · C s [Ag 2 O]
In this case, the amount of silver atoms generated per unit time and unit volume is the amount of fatty acid silver consumed by the reaction per unit time and unit volume: k 2 × C [R 1 R 2 R 3 N ] · C [R'-COOAg] or the amount of powdered silver oxide (I) consumed in the reaction: k 1 × C [R'-COOH] · C s [Ag 2 O] . In other words, the amount of silver atoms generated per unit time and unit volume is also maintained substantially constant, so that the average particle diameter of the formed metal silver fine particles exhibits high homogeneity. Become.

一方、用いる脂肪酸の反応性:k1は、脂肪酸の種類と反応液温度に依存し、また、用いるアミン化合物の反応性:k2も、アミン化合物の種類と反応液温度に依存している。生成する金属銀微粒子の平均粒子径を所望の範囲に制御する上では、上記の係数比(k1×C[R'-COOH]/k2×C[R1R2R3N])のバランスを所望の範囲に調整することが必要となる。反応液温度を高く選択し、用いる脂肪酸の反応性:k1、ならびに用いるアミン化合物の反応性:k2が格段に上昇している利点を生かし、それに対応させて、使用量を少なくし、反応液中に、希釈用の非極性溶媒を加え、反応液中における両者の濃度を抑えることで適正な反応速度に調整している。 On the other hand, the reactivity of fatty acid used: k 1 depends on the type of fatty acid and the reaction liquid temperature, and the reactivity of amine compound used: k 2 also depends on the kind of amine compound and the reaction liquid temperature. In controlling the average particle diameter of the metallic silver fine particles to be generated within a desired range, the coefficient ratio (k 1 × C [R′-COOH] / k 2 × C [R 1 R 2 R 3 N]) It is necessary to adjust the balance to a desired range. The reaction liquid temperature is selected to be high, the reactivity of the fatty acid used: k 1 , and the reactivity of the amine compound used: k 2 are taken advantage of, and the amount used is reduced accordingly. A nonpolar solvent for dilution is added to the solution, and the concentration of both in the reaction solution is suppressed to adjust the reaction rate to an appropriate value.

本発明では、反応温度を高めているため、分散されている粉末状酸化銀(I)の表面に露呈している酸化銀(I)の面密度;Cs[Ag2O]を過度に高くすると、反応系内に存在している脂肪酸濃度:C[R”−CH2−CH2−COOH]が過度に低くなる。その場合、過程(vi)を介する、アミン化合物の再生速度が相対的に低下する。結果的に、全体として、粉末状酸化銀(I)を還元処理して、金属銀微粒子を形成する反応の速度は、寧ろ、低下してしまう。すなわち、分散されている粉末状酸化銀(I)の表面に露呈している酸化銀(I)の面密度;Cs[Ag2O]に関しても、適正な範囲が存在している。この面密度;Cs[Ag2O]は、反応液中に分散されている粉末状酸化銀(I)の含有比率と、粉末状酸化銀(I)の平均粒子サイズに依存している。本発明では、粉末状酸化銀(I)の平均粒子サイズを、その粒径分布は、200メッシュ以下(75μm以下)の範囲に選択し、それに対応させて、粉末状酸化銀(I)の含有比率に関しては、反応開始時の混合液中における、銀の含有比率として、25質量%〜40質量%の範囲、一般的に、30質量%〜40質量%の範囲に選択することが好ましい。 In the present invention, since the reaction temperature is increased, the surface density of silver oxide (I) exposed on the surface of the dispersed powdered silver oxide (I); C s [Ag 2 O] is excessively high. As a result, the concentration of fatty acid present in the reaction system: C [R ″ —CH 2 —CH 2 —COOH] becomes excessively low. In this case, the regeneration rate of the amine compound through the process (vi) is relatively high. As a result, as a whole, the reduction rate of the powdered silver oxide (I) to form the metal silver fine particles is rather decreased, that is, the dispersed powder form. regard C s [Ag 2 O], an appropriate range is present this surface density; the surface density of the silver oxide is exposed on the surface of the silver oxide (I) (I). C s [Ag 2 O ] Represents the content ratio of the powdered silver oxide (I) dispersed in the reaction solution and the powdered silver oxide (I In the present invention, the average particle size of the powdered silver oxide (I) is selected within the range of 200 mesh or less (75 μm or less), and correspondingly, Regarding the content ratio of the powdered silver oxide (I), the silver content ratio in the mixed liquid at the start of the reaction is in the range of 25% by mass to 40% by mass, generally 30% by mass to 40% by mass. It is preferable to select the range.

なお、反応液中に添加する非極性溶媒は、少なくとも、還流下における液相の加熱温度において、前記液状のアミン化合物と均一な混合液を形成可能な非極性溶媒であることが好ましい。例えば、前記非極性溶媒を、トルエン、キシレン、沸点90℃以上の炭化水素溶媒から選択することがより好ましい。これらの非極性溶媒は、液状のアミン化合物(R123N)中の炭化水素基との疎水的な相互作用を介して、均一な混合液を構成可能であるため、生成する銀微粒子表面に対して、前記アミン化合物が、そのアミノ窒素原子上に存在する孤立電子対を利用して、配位的な結合を介して被覆してなる形態をとる際、該非極性溶媒中における、良好な分散性を発揮させる。 The nonpolar solvent added to the reaction solution is preferably a nonpolar solvent capable of forming a uniform mixed solution with the liquid amine compound at least at the heating temperature of the liquid phase under reflux. For example, the nonpolar solvent is more preferably selected from toluene, xylene, and a hydrocarbon solvent having a boiling point of 90 ° C. or higher. Since these nonpolar solvents can form a uniform mixed solution through hydrophobic interaction with a hydrocarbon group in a liquid amine compound (R 1 R 2 R 3 N), silver produced When taking a form in which the amine compound is coated on the fine particle surface through a coordinate bond using a lone electron pair present on the amino nitrogen atom, in the nonpolar solvent, Exhibits good dispersibility.

なお、本発明において、利用される脂肪酸、特には、炭素数14〜18の直鎖アルカン酸のより好適な例として、ミリスチン酸(テトラデカン酸、C1327COOH;分子量228.38、複融点53.8℃&57.5〜58℃、沸点248.7℃(100mmHg))など、または、炭素数14〜18の直鎖アルケン酸のより好適な例として、オレイン酸((Z)−9−オクタデセン酸、C1733COOH;分子量282.46、融点13.4℃、沸点286℃)などを挙げることができる。また、利用される脂肪酸の使用量を、相対的に高い比率に選択する際、例えば、粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、そのカルボキシ基の総和が0.03〜0.05モル量、通常、0.03〜0.04モル量の範囲となる量に選択する際には、炭素数12以上の直鎖アルカン酸、例えば、ラウリン酸(ドデカン酸、C1123COOH;分子量200.32、融点44℃、沸点225℃(100mmHg))も、好適に利用することもできる。 In the present invention, as a more preferable example of the fatty acid used, particularly a linear alkanoic acid having 14 to 18 carbon atoms, myristic acid (tetradecanoic acid, C 13 H 27 COOH; molecular weight 228.38, double melting point) As a more preferable example of linear alkenoic acid having 14 to 18 carbon atoms such as 53.8 ° C. & 57.5 to 58 ° C., boiling point 248.7 ° C. (100 mmHg)), oleic acid ((Z) -9- Octadecenoic acid, C 17 H 33 COOH; molecular weight 282.46, melting point 13.4 ° C., boiling point 286 ° C.). Moreover, when selecting the usage-amount of the fatty acid utilized to a relatively high ratio, the total of the carboxy group is 0.03-per 1 mol amount of silver atoms contained in powdered silver oxide (I), for example. When selecting an amount in the range of 0.05 mol, usually 0.03 to 0.04 mol, a straight chain alkanoic acid having 12 or more carbon atoms such as lauric acid (dodecanoic acid, C 11 H 23 COOH; molecular weight 200.32, melting point 44 ° C., boiling point 225 ° C. (100 mmHg)) can also be suitably used.

なお、長鎖のジカルボン酸(HOOC−(CH2m−COOH)を使用した際には、反応系内に過剰量存在するアミン化合物(R123N)と、R123N‥HOOC−(CH2m−COOHの形態の複合体を形成する結果、素過程(i)において、一方のカルボキシ基のみがその反応に関与できる。また、R123N‥HOOC−(CH2m−COOHの形態の複合体の反応性を考慮すると、アルキレン鎖(−(CH2m−)の炭素数が13以上の範囲であれば、好適な反応性の範囲となる。上限は、炭素数18程度がより好ましい。勿論、長鎖のジカルボン酸(HOOC−(CH2m−COOH)から生成される、ω−ヒドロキシアルカン酸(HO−(CH2m-1−COOH)の反応性は、対応する長鎖のモノカルボン酸と実質的な差異は無いものである。さらには、上述の直鎖アルカン酸のアルキル鎖(あるいは、直鎖アルケン酸のアルケニル鎖)に対して、カルボキシ基より遠い位置で分岐鎖が付加された、分岐のアルカン酸(あるいは分岐のアルケン酸)の反応性は、元の直鎖アルカン酸(直鎖アルケン酸)と僅かな差違を示すのみである。従って、分岐のアルカン酸(あるいは分岐のアルケン酸)に関しても、最長の分岐のない炭素鎖部分が、炭素数10〜17程度のものは、同様に好適に利用可能である。 When a long-chain dicarboxylic acid (HOOC— (CH 2 ) m —COOH) is used, an amine compound (R 1 R 2 R 3 N) present in an excessive amount in the reaction system, and R 1 R 2 As a result of forming a complex in the form of R 3 N... HOOC— (CH 2 ) m —COOH, only one carboxy group can participate in the reaction in the elementary process (i). In consideration of the reactivity of the complex in the form of R 1 R 2 R 3 N... HOOC— (CH 2 ) m —COOH, the alkylene chain (— (CH 2 ) m —) has a carbon number of 13 or more. If it is, it will become a suitable range of reactivity. The upper limit is more preferably about 18 carbon atoms. Of course, the reactivity of ω-hydroxyalkanoic acid (HO— (CH 2 ) m−1 —COOH) produced from long chain dicarboxylic acid (HOOC— (CH 2 ) m —COOH) has the corresponding long chain There is no substantial difference from the monocarboxylic acid. Furthermore, a branched alkanoic acid (or a branched alkenoic acid) in which a branched chain is added at a position far from the carboxy group to the alkyl chain of the linear alkanoic acid (or the alkenyl chain of the linear alkenoic acid) described above. ) Is only slightly different from the original linear alkanoic acid (linear alkenoic acid). Therefore, as for the branched alkanoic acid (or branched alkenoic acid), those having the longest unbranched carbon chain portion of about 10 to 17 carbon atoms can also be suitably used.

一方、反応温度を高く設定しているため、用いる脂肪酸(R’−COOH)自体の反応性が高くなっており、反応液中の脂肪酸濃度:C[R’−COOH]が高い場合には、下記のような副次的な反応経路が生じる。
(i) Ag2O+R’−COOH → [R’−COOAg+AgOH]
(i') [AgOH]+R’−COOH → R’−COOAg+H2
その結果、反応系内に存在する脂肪酸銀の濃度:C[R’−COOAg]が不必要に高くなると、生成される銀微粒子の粒子径の制御性を損なう要因となる。この副次的な反応経路を抑制する上でも、脂肪酸の添加量を適正な範囲に選択し、また、希釈用の非極性溶媒を加えて、反応液中の脂肪酸濃度:C[R’−COOH]を低くすることで、前記の副次的な反応の進行を抑制することが好ましい。
On the other hand, since the reaction temperature is set high, the reactivity of the fatty acid (R′-COOH) itself used is high, and when the fatty acid concentration in the reaction solution: C [R′-COOH] is high, The following secondary reaction pathway occurs.
(I) Ag 2 O + R′—COOH → [R′—COOAg + AgOH]
(I ′) [AgOH] + R′—COOH → R′—COOAg + H 2 O
As a result, when the concentration of fatty acid silver existing in the reaction system: C [R′-COOAg] becomes unnecessarily high, it becomes a factor that impairs controllability of the particle diameter of the silver fine particles to be produced. In order to suppress this secondary reaction route, the addition amount of the fatty acid is selected within an appropriate range, and a nonpolar solvent for dilution is added to the fatty acid concentration in the reaction solution: C [R′-COOH. ] Is preferably reduced to suppress the progress of the secondary reaction.

一方、アミン化合物が関与する還元反応過程で利用される、前記液状のアミン化合物は、第一アミン(R1NH2)、第二アミン(R12NH)、第三アミン(R123N)のいずれかより選択されることが好ましい。なかでも、前記液状のアミン化合物は、アミノ窒素原子上を置換する炭化水素基がアルキル基である、第一アミン(R1NH2)、第二アミン(R12NH)、第三アミン(R123N)のいずれかより選択されるアルキルアミンであることがより好ましい。その際、反応液温度を80℃以上とする上では、前記液状のアミン化合物は、少なくとも、沸点が100℃を超える範囲、より好ましくは、沸点が140℃を超える範囲のアルキルアミンであることが望ましい。具体的には、好適に利用可能なアルキルアミンの一例として、第三アミン(R123N)としては、トリブチルアミン(分子量185.36、沸点213.5℃)、トリヘキシルアミン(分子量269.51、沸点264℃)、ジメチルオクチルアミン(分子量157.3、沸点195℃)など、第二アミン(R12NH)としては、ジブチルアミン(分子量129.25、沸点159℃(761mmHg))、ジ−2−エチルヘキシルアミン(分子量241.46、沸点123℃/5mmHg)など、第一アミン(R1NH2)としては、ドデシルアミン(分子量185.35、融点28.3℃、沸点247℃〜249℃)、2−エチルヘキシルアミン(分子量129.24、沸点169℃)などが挙げられる。 On the other hand, the liquid amine compound used in the reduction reaction process involving an amine compound is a primary amine (R 1 NH 2 ), a secondary amine (R 1 R 2 NH), or a tertiary amine (R 1 R). 2 R 3 N) is preferably selected. Among these, the liquid amine compound includes a primary amine (R 1 NH 2 ), a secondary amine (R 1 R 2 NH), and a tertiary amine in which the hydrocarbon group substituted on the amino nitrogen atom is an alkyl group. More preferably, it is an alkylamine selected from any of (R 1 R 2 R 3 N). At that time, when the reaction liquid temperature is 80 ° C. or higher, the liquid amine compound is at least an alkylamine having a boiling point exceeding 100 ° C., more preferably a boiling point exceeding 140 ° C. desirable. Specifically, as an example of a suitably usable alkylamine, as a tertiary amine (R 1 R 2 R 3 N), tributylamine (molecular weight: 185.36, boiling point: 213.5 ° C.), trihexylamine ( The secondary amine (R 1 R 2 NH) such as molecular weight 269.51 and boiling point 264 ° C., dimethyloctylamine (molecular weight 157.3, boiling point 195 ° C.) and the like are dibutylamine (molecular weight 129.25, boiling point 159 ° C. ( 761 mmHg)), di-2-ethylhexylamine (molecular weight 241.46, boiling point 123 ° C./5 mmHg), and the like as primary amine (R 1 NH 2 ), dodecylamine (molecular weight 185.35, melting point 28.3 ° C., Boiling point 247 ° C. to 249 ° C.), 2-ethylhexylamine (molecular weight 129.24, boiling point 169 ° C.) and the like.

なお、中間生成物のアミンオキシド型化合物[R123+−O-またはR123N→O]では、例えば、第二アミン(R12NH)に由来するアミンオキシド型化合物[R12HN→O]や第一アミン(R1NH2)に由来するアミンオキシド型化合物[R12N→O]は、反応温度が高くなるとともに、ヒドロキシアミン[R12N−OH、R1HN−OH]への転移反応を起こし易い。この点を考慮すると、反応温度を相対的に高く選択する際には、第三アミン(R123N)、特には、沸点が140℃を超える範囲のトリアルキルアミンを利用することが、より好ましい。 In addition, the amine oxide type compound [R 1 R 2 R 3 N + —O or R 1 R 2 R 3 N → O] as an intermediate product is derived from, for example, a secondary amine (R 1 R 2 NH). The amine oxide type compound [R 1 R 2 HN → O] and the amine oxide type compound [R 1 H 2 N → O] derived from the primary amine (R 1 NH 2 ) have a high reaction temperature and a hydroxyamine. A transfer reaction to [R 1 R 2 N—OH, R 1 HN—OH] easily occurs. Considering this point, when selecting a relatively high reaction temperature, use a tertiary amine (R 1 R 2 R 3 N), particularly a trialkylamine having a boiling point exceeding 140 ° C. Is more preferable.

さらには、上述するようなアミン効果に因って促進可能な素反応過程を介して、酸化銀(I)(Ag2O)から、二つの銀原子が生成され、例えば、アミン化合物は、アミンオキシド型化合物[R123+−O-またはR123N→O]への酸化を受ける際、反応中間体として、カチオン・ラジカル種[R123+・]が生成する。この種のアミン効果を発揮する過程では、[R’−COOAg‥NR123]の錯体型中間体形成が容易に進むことが必要である。その観点からは、窒素原子上を置換する炭化水素基がアルキル基である、第三アミン(R123N)がより好ましい。加えて、アミンオキシド型化合物[R123+−O-またはR123N→O]から、分子内において、アルキル基β炭素上の水素原子の転位により、アルケン(R−CH=CH2)とヒドロキシアミン[R12N−OH]とに不均化分解へ進行する場合もある。かかる反応をも考慮すると、窒素原子上を置換する炭化水素基が、少なくとも、炭素数2以上のアルキル基、好ましくは、炭素数3以上のアルキル基である、第三アミン(R123N)は、より好ましいものとなる。 Furthermore, two silver atoms are produced from silver oxide (I) (Ag 2 O) through an elementary reaction process that can be promoted due to the amine effect as described above. When undergoing oxidation to an oxide type compound [R 1 R 2 R 3 N + —O or R 1 R 2 R 3 N → O], as a reaction intermediate, a cation radical species [R 1 R 2 R 3 N + ·] Is generated. In the process of exhibiting this kind of amine effect, it is necessary that the complex type intermediate formation of [R′-COOAg... NR 1 R 2 R 3 ] proceeds easily. From that viewpoint, tertiary amine (R 1 R 2 R 3 N), in which the hydrocarbon group substituted on the nitrogen atom is an alkyl group, is more preferable. In addition, from the amine oxide type compound [R 1 R 2 R 3 N + —O or R 1 R 2 R 3 N → O], in the molecule, by rearrangement of a hydrogen atom on the alkyl group β carbon, an alkene ( R—CH═CH 2 ) and hydroxyamine [R 1 R 2 N—OH] may proceed to disproportionation decomposition. Considering this reaction as well, a tertiary amine (R 1 R 2 R) in which the hydrocarbon group substituted on the nitrogen atom is at least an alkyl group having 2 or more carbon atoms, preferably an alkyl group having 3 or more carbon atoms. 3 N) is more preferred.

本発明においては、上記の過程(vi)を利用しており、この過程(vi)は、脱炭酸を伴う反応であるため、反応温度が低いと、進行しないため、少なくとも、反応温度を80℃以上とすることで、その反応速度を増している。上記の過程(vi)が繰り返される結果、最終的には、直鎖アルカン酸の炭素鎖が減少した、プロパン酸(CH3CH2COOH;沸点140.8℃)やブタン酸(CH3CH2CH2COOH;沸点164.05℃)が生成される。反応時の液温を、80℃〜140℃の範囲に選択しており、通常、反応系外への溶媒の蒸散を防止する目的で、還流コンデンサーを利用しているため、これらの炭素数の小さな直鎖アルカン酸の系外への蒸散も回避されている。 In the present invention, the above process (vi) is used. Since this process (vi) is a reaction involving decarboxylation, it does not proceed when the reaction temperature is low. By setting it as the above, the reaction rate is increasing. As a result of the above process (vi) being repeated, the carbon chain of the linear alkanoic acid is finally reduced. Propanoic acid (CH 3 CH 2 COOH; boiling point 140.8 ° C.) or butanoic acid (CH 3 CH 2 CH 2 COOH; boiling point 164.05 ° C.). The liquid temperature during the reaction is selected in the range of 80 ° C. to 140 ° C., and usually a reflux condenser is used for the purpose of preventing the solvent from evaporating out of the reaction system. The evaporation of small linear alkanoic acids out of the system is also avoided.

なお、反応系の液相中には、脂肪酸と、液状のアミン化合物とが、溶媒中に均一に溶解した状態で存在している。この反応系の液相では、溶媒中に溶解している、これら溶質に起因して、沸点上昇が起こっており、この混合液中における溶媒の沸点は、該溶媒単体の沸点よりも、若干高い温度となっている。一般に、混合液を加熱する際、その混合液の溶媒の蒸散を防止する目的で、還流コンデンサーを利用しているが、用いている溶媒の還流温度よりも、液温を高くすることはできない。換言するならば、目的とする反応時の液温に対して、使用する溶媒の還流温度が高くなるように、利用する溶媒の種類を、その沸点に基づき選択する必要がある。   In the liquid phase of the reaction system, the fatty acid and the liquid amine compound are present in a state of being uniformly dissolved in the solvent. In the liquid phase of this reaction system, the boiling point rises due to these solutes dissolved in the solvent, and the boiling point of the solvent in this mixed solution is slightly higher than the boiling point of the solvent alone. It is temperature. In general, when a mixed solution is heated, a reflux condenser is used for the purpose of preventing evaporation of the solvent of the mixed solution, but the liquid temperature cannot be made higher than the reflux temperature of the solvent used. In other words, it is necessary to select the type of the solvent to be used based on the boiling point so that the reflux temperature of the solvent to be used is higher than the liquid temperature at the target reaction.

例えば、トルエン(沸点110.6℃)は、反応時の液温が、110℃以下の系において、好適に利用可能である。キシレン(p−キシレン;沸点138.3℃)は、沸点上昇を考慮すると、反応時の液温が、140℃以下の系において、好適に利用可能である。その他、沸点90℃以上の炭化水素溶媒を溶媒に利用できるが、その際、該炭化水素溶媒を好適に利用可能である、反応時の液温は、該炭化水素溶媒自体の沸点以下の範囲である。   For example, toluene (boiling point 110.6 ° C.) can be suitably used in a system where the liquid temperature during the reaction is 110 ° C. or less. Xylene (p-xylene; boiling point 138.3 ° C.) can be suitably used in a system in which the liquid temperature during the reaction is 140 ° C. or lower in consideration of an increase in boiling point. In addition, a hydrocarbon solvent having a boiling point of 90 ° C. or higher can be used as the solvent, and in this case, the hydrocarbon solvent can be suitably used. The liquid temperature during the reaction is within the range of the boiling point or less of the hydrocarbon solvent itself. is there.

なお、利用する脂肪酸の沸点は、一般に、140℃を超えているが、使用される液状のアミン化合物の沸点は、その種類によっては、140℃以下の範囲となる場合もある。通常、使用される液状のアミン化合物の沸点は、用いられている溶媒の沸点よりも高いが、その種類によっては、液状のアミン化合物の沸点は、用いられている溶媒の沸点よりも低くなることも、極く稀に生じる。この稀な場合においては、液状のアミン化合物の沸点が、用いられている溶媒の沸点よりも低いため、還流コンデンサーを利用して、溶解されている液状のアミン化合物の蒸散を防止する必要がある。一方、還流コンデンサーを利用しているため、反応系の液相と気相の間では、この液状のアミン化合物が還流している状態となり、混合液の液温は、かかる液状のアミン化合物の還流温度以上に上昇させることはできない。例えば、液状のアミン化合物として、複数種のアミン化合物の混合物を併用する際、利用しているアミン化合物の一種が、偶々、溶媒よりも、低い沸点を有する際には、この低い沸点を示すアミン化合物が、反応系の液相と気相の間において、還流している状態、すなわち、その還流温度以上に、混合液の液温を高くすることはできない。   In addition, although the boiling point of the fatty acid utilized generally exceeds 140 degreeC, the boiling point of the liquid amine compound to be used may be in the range of 140 degrees C or less depending on the kind. Usually, the boiling point of the liquid amine compound used is higher than the boiling point of the solvent used, but depending on the type, the boiling point of the liquid amine compound may be lower than the boiling point of the solvent used. Also occurs very rarely. In this rare case, since the boiling point of the liquid amine compound is lower than the boiling point of the solvent used, it is necessary to prevent evaporation of the dissolved liquid amine compound using a reflux condenser. . On the other hand, since a reflux condenser is used, the liquid amine compound is refluxed between the liquid phase and the gas phase of the reaction system, and the liquid temperature of the mixed liquid is the reflux temperature of the liquid amine compound. It cannot be raised above the temperature. For example, when a mixture of a plurality of types of amine compounds is used in combination as a liquid amine compound, if one of the amine compounds used accidentally has a lower boiling point than the solvent, the amine that exhibits this lower boiling point is used. The temperature of the mixed solution cannot be increased above the reflux state of the compound between the liquid phase and the gas phase of the reaction system, that is, the reflux temperature.

換言するならば、本発明においては、液相の加熱温度は、少なくとも80℃以上であり、かつ、前記脂肪酸とアミン化合物とが均一に混和されてなる混合物が均一な混合液を形成可能な温度を超え、前記液状のアミン化合物自体の沸点を超えない温度の範囲に選択されることになる。液状のアミン化合物自体の沸点が100℃以上である際には、液相の加熱温度は、少なくとも100℃以上であって、前記液状のアミン化合物自体の沸点を超えない温度の範囲に選択されることになる。   In other words, in the present invention, the heating temperature of the liquid phase is at least 80 ° C. or more, and the temperature at which the mixture formed by uniformly mixing the fatty acid and the amine compound can form a uniform mixed solution. And a temperature range that does not exceed the boiling point of the liquid amine compound itself. When the boiling point of the liquid amine compound itself is 100 ° C. or higher, the heating temperature of the liquid phase is at least 100 ° C. or higher, and the temperature is selected so as not to exceed the boiling point of the liquid amine compound itself. It will be.

従って、本発明において、液相の加熱温度を、80℃〜140℃の範囲に任意に選択するためには、少なくとも、利用される溶媒の沸点、ならびに、利用される液状のアミン化合物の沸点は、その選択される液相の加熱温度以上であることが、一般に必要となる。更には、液相の加熱温度を、80℃〜140℃の範囲に任意に選択するためには、少なくとも、利用される液状のアミン化合物の沸点は、140℃以上であることが望ましい。   Therefore, in the present invention, in order to arbitrarily select the heating temperature of the liquid phase in the range of 80 ° C. to 140 ° C., at least the boiling point of the solvent used and the boiling point of the liquid amine compound used are It is generally necessary that the temperature be higher than the heating temperature of the selected liquid phase. Furthermore, in order to arbitrarily select the heating temperature of the liquid phase in the range of 80 ° C to 140 ° C, it is desirable that at least the boiling point of the liquid amine compound to be used is 140 ° C or higher.

なお、本発明においては、分散されている粉末状酸化銀(I)から、銀ナノ粒子を生成する過程において、酸化銀(I)を構成する酸素原子は、水分子(H2O)ではなく、二酸化炭素(CO2)の形態として、反応系外へ取り除かれる。更には、還流コンデンサーを利用している際、素過程(vi)における副生成物として、水分子(H2O)は生成するが、反応系内に遊離の水分子(H2O)が蓄積されないため、反応時の液相の加熱温度を、100℃を超える温度に設定することが可能となっている。 In the present invention, in the process of producing silver nanoparticles from the dispersed powdered silver oxide (I), the oxygen atoms constituting the silver oxide (I) are not water molecules (H 2 O). The carbon dioxide (CO 2 ) is removed from the reaction system. Furthermore, when a reflux condenser is used, water molecules (H 2 O) are produced as by-products in the elementary process (vi), but free water molecules (H 2 O) accumulate in the reaction system. Therefore, the heating temperature of the liquid phase during the reaction can be set to a temperature exceeding 100 ° C.

本発明では、粉末状酸化銀(I)を原料とし、液相中における還元反応を介して、金属銀微粒子が形成されるが、その形成された金属銀微粒子相互が接触して、複数の微粒子が融着した集塊体となる現象を回避するため、反応系内に存在している有機分子により、生成した金属銀微粒子表面が緻密に被覆された形態としている。その際、反応系内には、アミン化合物が過剰量存在しているため、生成する銀微粒子の表面に対して、少なくとも、前記アミン化合物;[R123N]が、そのアミノ窒素原子上に存在する孤立電子対を利用して、配位的な結合を介して被覆してなる形態をとることが可能となる。 In the present invention, powdered silver oxide (I) is used as a raw material, and metal silver fine particles are formed through a reduction reaction in the liquid phase. The formed metal silver fine particles are in contact with each other to form a plurality of fine particles. In order to avoid the phenomenon that the agglomerates are fused, the surface of the generated metal silver fine particles is densely covered with organic molecules present in the reaction system. At that time, since an excessive amount of amine compound is present in the reaction system, at least the amine compound; [R 1 R 2 R 3 N] is present on the amino nitrogen with respect to the surface of the silver fine particles to be generated. It is possible to take a form in which a lone electron pair existing on an atom is used to coat through a coordination bond.

なお、反応系内では、脂肪酸銀[R’−COOAg]が、生成する銀微粒子の表面に吸着した後、アミン化合物を利用する還元反応を起こす場合も多い。その際、還元反応が完了すると、脂肪酸(R’−COOH)が遊離するが、部分的には、かかる脂肪酸(R’−COOH)が、金属銀微粒子の表面に残留して、配位子として、存在する形態を示すことも可能である。   In the reaction system, fatty acid silver [R′-COOAg] often undergoes a reduction reaction using an amine compound after being adsorbed on the surface of the silver fine particles to be produced. At that time, when the reduction reaction is completed, the fatty acid (R′-COOH) is liberated, but in part, the fatty acid (R′-COOH) remains on the surface of the metal silver fine particles as a ligand. It is also possible to indicate the existing form.

通常、生成する銀微粒子の表面に対して、少なくとも、前記アミン化合物;[R123N]が、そのアミノ窒素原子上に存在する孤立電子対を利用して、配位的な結合を介して被覆してなる形態をとる段階では、使用しているアミン化合物;[R123N]が複数存在する際には、その沸点と反応時の液温との差違がより大きなものが被覆層形成により大きな貢献を示す。換言するならば、上述する素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応過程自体では、高い沸点を示す第三アミン(R123N)を利用すると、より好ましい形態であり、同時に、被覆層形成の用途にも、適するものとなっている。 Usually, at least the amine compound; [R 1 R 2 R 3 N] is coordinated to the surface of the silver fine particles to be generated by utilizing a lone electron pair existing on the amino nitrogen atom. In the stage of taking a form formed by coating with a plurality of [R 1 R 2 R 3 N], there is more difference between the boiling point and the liquid temperature during the reaction. Larger ones make a greater contribution to the formation of the coating layer. In other words, in a reduction reaction process involving an amine compound such as the elementary processes (ii) to (iv) described above, a tertiary amine (R 1 R 2 R 3 N) having a high boiling point is used. It is a more preferable form, and at the same time, it is also suitable for use in forming a coating layer.

本発明では、アミン化合物の添加量の総量を少なくしており、上述する素過程(ii)〜(iv)のような、アミン化合物が関与する還元反応過程で利用されるアミン化合物と、生成する銀微粒子の表面に対して、その被覆層の形成過程で利用されるアミン化合物とに、同じアミン化合物を利用する形態となっている。   In the present invention, the total amount of the amine compound added is reduced, and the amine compound used in the reduction reaction process involving the amine compound, such as the elementary processes (ii) to (iv) described above, is produced. The same amine compound is used as the amine compound used in the process of forming the coating layer on the surface of the silver fine particles.

その他、一旦生成した銀原子が、反応混合液中に溶存する酸素分子によって、再酸化されないように、反応系に、不活性ガスを通気しながら、撹拌、加熱還流を行い、反応混合液中への酸素分子の溶解を防止することが好ましい。なお、液状のアミン化合物、あるいは、希釈用に利用される非極性溶媒自体は、酸素分子の溶解性は乏しいため、元来、反応溶液中に溶存する酸素濃度は低いものとなっている。また、加熱還流を行う際、反応混合液中に溶存していた酸素分子は、蒸散する結果、反応混合液中に酸素分子が混入する可能性は極めて低い。従って、反応系に外部から、新鮮な大気が侵入することのない状態を維持するならば、不活性ガスを通気して、反応系を不活性ガスにより置換することは必ずしも必要ではない。なお、反応系に、不活性ガスを通気しながら、撹拌、加熱還流を行う場合、その不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムからなる群より選択される一種類以上を用いることが好ましい。なお、不活性ガスを通気しながら、撹拌、加熱還流を行う場合、通気される不活性ガスとともに、脂肪酸、アミン化合物、ならびに、非極性溶媒が蒸散することを防止することが必要である。   In addition, stirring and heating under reflux are carried out while passing an inert gas through the reaction system so that the generated silver atoms are not re-oxidized by oxygen molecules dissolved in the reaction mixture, and then into the reaction mixture. It is preferable to prevent dissolution of oxygen molecules. In addition, since the liquid amine compound or the nonpolar solvent itself used for dilution has poor oxygen molecule solubility, the oxygen concentration dissolved in the reaction solution is originally low. In addition, when heating and refluxing, oxygen molecules dissolved in the reaction mixture are evaporated, and as a result, the possibility that oxygen molecules are mixed into the reaction mixture is extremely low. Therefore, it is not always necessary to vent the inert gas and replace the reaction system with the inert gas so that fresh air does not enter the reaction system from the outside. In addition, when stirring and heating reflux are performed while venting an inert gas through the reaction system, it is preferable to use one or more types selected from the group consisting of nitrogen, argon, and helium as the inert gas. In addition, when stirring and heating reflux are performed while ventilating the inert gas, it is necessary to prevent the fatty acid, the amine compound, and the nonpolar solvent from evaporating along with the aerated inert gas.

なお、一連の反応が完了した時点で、液温を下げた後、反応混合液中に分散されている金属銀微粒子と、残余しているアミン化合物、脂肪酸とを分離する操作として、アミン化合物、脂肪酸を溶解可能な極性溶媒を加えて、前記表面に疎水性の炭化水素基を表出する被覆分子層を有する金属銀微粒子を、沈降させて、液相を分離する。具体的には、低沸点の極性溶媒、炭素数3以下のアルコール類、例えば、メタノール、アルキルケトン類、例えば、アセトンを反応混合液に添加すると、残余しているアミン化合物、脂肪酸は、この低沸点の極性溶媒中に溶解する。一方、表面に疎水性の炭化水素基を表出する被覆分子層を有する金属銀微粒子は、かかる低沸点の極性溶媒中では、十分な分散特性を発揮できないため、沈降する。この沈降した、被覆分子層を有する金属銀微粒子を固液分離により回収する。僅かに残余する極性溶媒を蒸散させ、再び、非極性溶媒中に再分散させることで、目的とする平均粒子径3nm〜20nmの範囲、より好ましい4nm〜15nmの範囲の金属銀微粒子の分散液を調製することができる。   In addition, after a series of reactions are completed, after the liquid temperature is lowered, as an operation to separate the metallic silver fine particles dispersed in the reaction mixture from the remaining amine compound and fatty acid, an amine compound, A polar solvent capable of dissolving a fatty acid is added, and metallic silver fine particles having a coating molecular layer that exposes a hydrophobic hydrocarbon group on the surface are allowed to settle to separate the liquid phase. Specifically, when a polar solvent having a low boiling point and an alcohol having 3 or less carbon atoms, for example, methanol, alkyl ketones such as acetone, are added to the reaction mixture, the remaining amine compound and fatty acid are reduced to this low level. Dissolves in boiling polar solvent. On the other hand, the metal silver fine particles having a coating molecular layer that expresses a hydrophobic hydrocarbon group on the surface cannot precipitate sufficient dispersion characteristics in such a low boiling polar solvent, and thus settle. The precipitated metallic silver fine particles having a covering molecular layer are recovered by solid-liquid separation. A slightly residual polar solvent is evaporated and redispersed again in a non-polar solvent to obtain a dispersion of metallic silver fine particles having a target average particle size in the range of 3 nm to 20 nm, more preferably in the range of 4 nm to 15 nm. Can be prepared.

以上に説明したように、反応混合液中には、原料の微粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、脂肪酸一種以上を、そのカルボキシ基の総和が0.02〜0.05モル量、好ましくは、0.025〜0.045モル量、通常、0.03〜0.04モル量の範囲となる量と、液状のアミン化合物を、アミノ窒素原子の総和が、0.12〜0.35モル量、好ましくは、0.15〜0.30モル量、通常、0.2〜0.3モル量の範囲となる量とを添加する。生成する金属銀微粒子の分散状態を維持する目的で、反応液の体積を適正化するため、希釈用溶媒を利用する。但し、脂肪酸、液状のアミン化合物の使用量合計も多くないため、相対的に反応混合液中に含有される原料の微粉末状酸化銀(I)の含有比率は高いものとなる。換言するならば、一定の容量を有する反応容器を使用して、相対的に多量の微粉末状酸化銀(I)に対する還元反応が可能であり、金属銀微粒子の大量生産に適合する方法ともなる。   As described above, in the reaction mixture, one or more fatty acids per one mole amount of silver atoms contained in the fine powdered silver oxide (I) as a raw material, the total of carboxy groups is 0.02 to 0. 0.05 mol amount, preferably 0.025 to 0.045 mol amount, usually 0.03 to 0.04 mol amount in a range of 0.03 to 0.04 mol amount and a liquid amine compound, the total of amino nitrogen atoms is 0 .12 to 0.35 mole amount, preferably 0.15 to 0.30 mole amount, usually in an amount ranging from 0.2 to 0.3 mole amount. In order to maintain the dispersion state of the generated metallic silver fine particles, a diluting solvent is used to optimize the volume of the reaction solution. However, since the total amount of fatty acid and liquid amine compound used is not large, the content ratio of the raw material fine powdery silver oxide (I) contained in the reaction mixture is relatively high. In other words, a reduction reaction to a relatively large amount of finely powdered silver (I) oxide is possible using a reaction vessel having a certain capacity, which is a method suitable for mass production of metal silver fine particles. .

なお、反応時間は、原料の微粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたりに、使用される脂肪酸の量比率、用いる脂肪酸の種類、反応液温度に依存して、適宜選択されるものである。その際、原料の微粉末状酸化銀(I)の粒径が大きくなると、その表面において起こる、脂肪酸との反応によって、原料の微粉末状酸化銀(I)が消失するに要する時間は長くなるので、粒径を細かくし、反応液を加熱攪拌する間、液中に均一に分散させることが好ましい。特には、その粒径分布は、200メッシュ以下(75μm以下)の範囲に収まるものを用いることがより好適である。   The reaction time is appropriately selected depending on the amount ratio of the fatty acid used, the type of fatty acid used, and the reaction solution temperature per mole of silver atoms contained in the fine powdery silver oxide (I) as a raw material. It is what is done. At this time, when the particle size of the raw fine powdery silver oxide (I) is increased, the time required for disappearance of the raw fine powdery silver oxide (I) by the reaction with the fatty acid occurring on the surface thereof becomes longer. Therefore, it is preferable to reduce the particle size and to uniformly disperse the reaction solution in the solution while heating and stirring. In particular, it is more preferable to use a particle size distribution that falls within a range of 200 mesh or less (75 μm or less).

本発明では、原料の微粉末状酸化銀(I)から、金属銀微粒子が形成される、還元反応のプロセスは、酸化銀(I)を全量脂肪酸銀に変換した後、アミン還元するものではなく、酸化銀(I)から徐々に脂肪酸銀を生成しつつ、同時に、アミン化合物の存在下、還元する手法を採用することで、高い均質性を有する粒子径分布を示す、ナノレベルの微細粒子径を有する銀微粒子とできる。   In the present invention, metallic silver fine particles are formed from fine powdered silver oxide (I) as a raw material, and the reduction reaction process is not to reduce the amine (after reducing the total amount of silver (I) oxide to fatty acid silver). By adopting a method of reducing fatty acid silver in the presence of an amine compound while gradually producing fatty acid silver from silver (I) oxide, a nano-scale fine particle size showing a highly uniform particle size distribution Silver fine particles having

また、微粉末状酸化銀から脂肪酸銀を生成させる速度と、その後、還元により銀原子を生成させる速度は、脂肪酸の種類と添加量(反応液中の濃度)、還元反応で利用されるアミン化合物の種類と添加量(反応液中の濃度)、液温を、上記の範囲で適正に制御・調整することで、均衡された範囲にコントロールでき、結果として、所望の粒子径の金属銀微粒子を、高い再現性で得ることができる。   The rate at which fatty acid silver is produced from finely powdered silver oxide and then the rate at which silver atoms are produced by reduction are determined by the type and amount of fatty acid (concentration in the reaction solution) and the amine compound used in the reduction reaction. By properly controlling and adjusting the type, amount added (concentration in the reaction solution), and liquid temperature within the above range, it can be controlled within a balanced range. As a result, metallic silver fine particles with a desired particle size can be obtained. Can be obtained with high reproducibility.

以下に、具体例を示し、本発明をより具体的に説明する。これらの具体例は、本発明にかかる最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら具体例により限定を受けるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically by showing specific examples. Although these specific examples are examples of the best mode according to the present invention, the present invention is not limited by these specific examples.

(実施例1)
100mL丸底フラスコに、粉末状の酸化銀(I)(Ag2O:分子量231.74、
純度99%)30mmol、オレイン酸((Z)−9−オクタデセン酸、C1733COOH;分子量282.46、融点13.4℃、沸点286℃)1.8mmol、トリブチルアミン(分子量185.36、沸点213.5℃、純度99%)8.4mmolを投入し、溶媒として、トルエン(沸点110.6℃)を加えて、液中に含まれる銀の含有率を35質量%に調整する。この反応液を、攪拌しつつ、約40分間を掛けて、液温を110℃まで上昇させる。加熱・反応時は、還流コンデンサーを用いて、溶媒トルエンの蒸散を防止している。
(Example 1)
In a 100 mL round bottom flask, powdered silver (I) oxide (Ag 2 O: molecular weight 231.74,
Purity 99%) 30 mmol, oleic acid ((Z) -9-octadecenoic acid, C 17 H 33 COOH; molecular weight 282.46, melting point 13.4 ° C., boiling point 286 ° C.) 1.8 mmol, tributylamine (molecular weight 185.36) 8.4 mmole, boiling point 213.5 ° C., purity 99%), and toluene (boiling point 110.6 ° C.) is added as a solvent to adjust the content of silver contained in the liquid to 35% by mass. While stirring this reaction liquid, the liquid temperature is raised to 110 ° C. over about 40 minutes. During heating and reaction, a reflux condenser is used to prevent evaporation of the solvent toluene.

この昇温過程において、液温が70℃を超えた時点で、反応液は、徐々に暗褐色を呈し始めた。昇温後、液温を110℃に保ち、10分間攪拌を継続する。その間に、酸化銀(I)の粉末は全て消失し、反応液は、暗褐色を示す、均一な液状となった。加熱を停止し
、反応液を攪拌しつつ、室温(20℃)まで冷却した。なお、液温が70℃を超えた時点から、加熱を停止するまでの時間は、約25分間(15分間+10分間)であった。
In this temperature rising process, when the liquid temperature exceeded 70 ° C., the reaction liquid gradually began to exhibit a dark brown color. After the temperature rise, the liquid temperature is kept at 110 ° C. and stirring is continued for 10 minutes. During that time, all of the silver (I) oxide powder disappeared, and the reaction solution became a uniform liquid with a dark brown color. Heating was stopped, and the reaction solution was cooled to room temperature (20 ° C.) while stirring. The time from when the liquid temperature exceeded 70 ° C. until the heating was stopped was about 25 minutes (15 minutes + 10 minutes).

その後、暗褐色の液をビーカーに移し、メタノール200gを添加して、疎水性コロイドを凝集沈澱させた。次いで、デカンテーションで、上澄み(メタノール溶液)を吸引除去し、80℃で乾燥して、粉末を回収した。乾燥済み粉末中に含まれる金属成分について、粉末X線回折を行ったところ、fcc構造の金属銀であることが確認された。粉末中の銀含有率は、熱分析より85質量%と算出された。この粉末をトルエンに再分散させた分散溶液は、380〜450nmに銀ナノ粒子特有のプラズモン吸収を示した。また、かかる銀ナノ粒子の表面は、有機分子種により、均一な被覆層が形成されている点も確認された。この有機分子種による被覆層は、非極性溶媒トルエン中での分散性を付与する機能を果している。銀ナノ粒子表面の有機分子種による被覆層には、少なくとも、トリブチルアミンが含まれることも確認された。   Thereafter, the dark brown liquid was transferred to a beaker, and 200 g of methanol was added to coagulate and precipitate the hydrophobic colloid. Next, the supernatant (methanol solution) was removed by suction by decantation and dried at 80 ° C. to recover the powder. When the metal component contained in the dried powder was subjected to powder X-ray diffraction, it was confirmed to be fcc structured metal silver. The silver content in the powder was calculated as 85% by mass from thermal analysis. The dispersion solution obtained by redispersing this powder in toluene exhibited plasmon absorption peculiar to silver nanoparticles at 380 to 450 nm. It was also confirmed that a uniform coating layer was formed on the surface of the silver nanoparticles by the organic molecular species. This coating layer of organic molecular species fulfills the function of imparting dispersibility in the nonpolar solvent toluene. It was also confirmed that the coating layer of organic molecular species on the surface of the silver nanoparticles contained at least tributylamine.

なお、生成された銀ナノ粒子の平均粒子径を評価した結果、前記有機分子種による被覆層を有する銀ナノ粒子の平均粒子径は、7nmであった。   In addition, as a result of evaluating the average particle diameter of the produced | generated silver nanoparticle, the average particle diameter of the silver nanoparticle which has a coating layer by the said organic molecular species was 7 nm.

また、最終的に銀ナノ粒子として、回収された銀は、原料の粉末状の酸化銀(I)中に
含まれる銀に対して、98%であった。
Moreover, the silver finally recovered as silver nanoparticles was 98% with respect to the silver contained in the powdery silver oxide (I) as a raw material.

(実施例1−1)
本実施例では、実施例1の反応条件に対して、昇温速度を変更して、
100mL丸底フラスコに、粉末状の酸化銀(I)(Ag2O:分子量231.74、
純度99%)30mmol、オレイン酸((Z)−9−オクタデセン酸、C1733COOH;分子量282.46、融点13.4℃、沸点286℃)1.8mmol、トリブチルアミン(分子量185.36、沸点213.5℃、純度99%)8.4mmolを投入し、溶媒として、トルエン(沸点110.6℃)を加えて、液中に含まれる銀の含有率を35質量%に調整する。この反応液を、攪拌しつつ、約20分間を掛けて、液温を110℃まで上昇させる。加熱・反応時は、還流コンデンサーを用いて、溶媒トルエンの蒸散を防止している。
(Example 1-1)
In this example, the heating rate was changed with respect to the reaction conditions of Example 1,
In a 100 mL round bottom flask, powdered silver (I) oxide (Ag 2 O: molecular weight 231.74,
Purity 99%) 30 mmol, oleic acid ((Z) -9-octadecenoic acid, C 17 H 33 COOH; molecular weight 282.46, melting point 13.4 ° C., boiling point 286 ° C.) 1.8 mmol, tributylamine (molecular weight 185.36) 8.4 mmole, boiling point 213.5 ° C., purity 99%), and toluene (boiling point 110.6 ° C.) is added as a solvent to adjust the content of silver contained in the liquid to 35% by mass. While stirring this reaction solution, the solution temperature is increased to 110 ° C. over about 20 minutes. During heating and reaction, a reflux condenser is used to prevent evaporation of the solvent toluene.

この昇温過程において、液温が70℃を超えた時点で、反応液は、徐々に暗褐色を呈し始めた。昇温後、液温を110℃に保ち、10分間攪拌を継続する。その間に、酸化銀(I)の粉末は全て消失し、反応液は、暗褐色を示す、均一な液状となった。加熱を停止し
、反応液を攪拌しつつ、室温(20℃)まで冷却した。なお、液温が70℃を超えた時点から、加熱を停止するまでの時間は、約15分間(5分間+10分間)であった。
In this temperature rising process, when the liquid temperature exceeded 70 ° C., the reaction liquid gradually began to exhibit a dark brown color. After the temperature rise, the liquid temperature is kept at 110 ° C. and stirring is continued for 10 minutes. During that time, all of the silver (I) oxide powder disappeared, and the reaction solution became a uniform liquid with a dark brown color. Heating was stopped, and the reaction solution was cooled to room temperature (20 ° C.) while stirring. The time from when the liquid temperature exceeded 70 ° C. until the heating was stopped was about 15 minutes (5 minutes + 10 minutes).

その後、暗褐色の液をビーカーに移し、メタノール200gを添加して、疎水性コロイドを凝集沈澱させた。次いで、デカンテーションで、上澄み(メタノール溶液)を吸引除去した。次いで、凝集沈澱している疎水性コロイドに、ヘプタン(沸点98.4℃)50mLを加えて、再分散させるとともに、80℃に加熱しながら攪拌し、残留メタノールを蒸発させた。放冷後、未反応の粉末状酸化銀(I)等の粒子径が大きな固形成分を除去す
るため、得られた分散溶液を0.2μmのメンブランフィルターで濾過し、分散溶液を回収した。この分散溶液は、380〜450nmに銀ナノ粒子特有のプラズモン吸収を示した。また、かかる銀ナノ粒子の表面は、有機分子種により、均一な被覆層が形成されている点も確認された。この有機分子種による被覆層は、非極性溶媒トルエン、ヘプタン中での分散性を付与する機能を果している。銀ナノ粒子表面の有機分子種による被覆層には、少なくとも、トリブチルアミンが含まれることも確認された。
Thereafter, the dark brown liquid was transferred to a beaker, and 200 g of methanol was added to coagulate and precipitate the hydrophobic colloid. Next, the supernatant (methanol solution) was removed by suction by decantation. Next, 50 mL of heptane (boiling point 98.4 ° C.) was added to the coagulating and precipitated hydrophobic colloid to redisperse and stirred while heating to 80 ° C. to evaporate residual methanol. After cooling, in order to remove solid components having a large particle size such as unreacted powdered silver oxide (I), the obtained dispersion solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter, and the dispersion solution was recovered. This dispersion solution showed plasmon absorption peculiar to silver nanoparticles at 380 to 450 nm. It was also confirmed that a uniform coating layer was formed on the surface of the silver nanoparticles by the organic molecular species. This coating layer of organic molecular species fulfills the function of imparting dispersibility in the nonpolar solvents toluene and heptane. It was also confirmed that the coating layer of organic molecular species on the surface of the silver nanoparticles contained at least tributylamine.

なお、生成された銀ナノ粒子の平均粒子径を評価した結果、前記有機分子種による被覆層を有する銀ナノ粒子の平均粒子径は、7nmであった。   In addition, as a result of evaluating the average particle diameter of the produced | generated silver nanoparticle, the average particle diameter of the silver nanoparticle which has a coating layer by the said organic molecular species was 7 nm.

また、最終的に銀ナノ粒子として、回収された銀は、原料の粉末状の酸化銀(I)中に
含まれる銀に対して、90%であった。
Moreover, the silver finally recovered as silver nanoparticles was 90% with respect to the silver contained in the raw material powdered silver oxide (I).

この実施例1−1では、実施例1と比較し、70℃以上に加熱されている延べ時間が短くなっている。前記の銀ナノ粒子の回収収率の差異は、この延べ加熱時間の差異に起因している。   In Example 1-1, compared to Example 1, the total time of heating to 70 ° C. or more is shorter. The difference in the recovery yield of the silver nanoparticles is caused by the difference in the total heating time.

(実施例2)
本実施例では、実施例1の反応条件で使用しているオレイン酸に代えて、ミリスチン酸(テトラデカン酸、C1327COOH;分子量228.38、複融点53.8℃&57.5〜58℃、沸点248.7℃(100mmHg))を使用し、それ以外は、同じ条件を選択し、反応を行った。加熱・反応時は、還流コンデンサーを用いて、溶媒トルエンの蒸散を防止している。
(Example 2)
In this example, in place of oleic acid used in the reaction conditions of Example 1, myristic acid (tetradecanoic acid, C 13 H 27 COOH; molecular weight 228.38, double melting point 53.8 ° C. & 57.5-58 The reaction was carried out under the same conditions except that the temperature was 0 ° C. and the boiling point was 248.7 ° C. (100 mmHg). During heating and reaction, a reflux condenser is used to prevent evaporation of the solvent toluene.

同じく、昇温過程において、液温が70℃を超えた時点で、反応液は、徐々に暗褐色を呈し始めた。昇温後、液温を110℃に保ち、10分間攪拌を継続する。その間に、酸化銀(I)の粉末が消失し、反応液は、暗褐色を示す、均一な液状となった。加熱を停止し
、反応液を攪拌しつつ、室温(20℃)まで冷却した。なお、液温が70℃を超えた時点から、加熱を停止するまでの時間は、約25分間(15分間+10分間)であった。
Similarly, in the temperature rising process, when the liquid temperature exceeded 70 ° C., the reaction liquid gradually began to exhibit a dark brown color. After the temperature rise, the liquid temperature is kept at 110 ° C. and stirring is continued for 10 minutes. In the meantime, the silver (I) oxide powder disappeared, and the reaction solution became a uniform liquid with a dark brown color. Heating was stopped, and the reaction solution was cooled to room temperature (20 ° C.) while stirring. The time from when the liquid temperature exceeded 70 ° C. until the heating was stopped was about 25 minutes (15 minutes + 10 minutes).

その後、得られた暗褐色の液をビーカーに移し、メタノール200gを添加して、疎水性コロイドを凝集沈澱させた。次いで、デカンテーションで、上澄み(メタノール溶液)を吸引除去した。次いで、凝集沈澱している疎水性コロイドに、ヘプタン(沸点98.4℃)50mLを加えて、再分散させるとともに、80℃に加熱しながら攪拌し、残留メタノールを蒸発させた。放冷後、未反応の粉末状酸化銀(I)等の粒子径が大きな固形成分
を除去するため、得られた分散溶液を0.2μmのメンブランフィルターで濾過し、分散溶液を回収した。この分散溶液は、380〜450nmに銀ナノ粒子特有のプラズモン吸収を示した。また、かかる銀ナノ粒子の表面は、有機分子種により、均一な被覆層が形成されている点も確認された。この有機分子種による被覆層は、非極性溶媒トルエン、ヘプタン中での分散性を付与する機能を果している。銀ナノ粒子表面の有機分子種による被覆層には、少なくとも、トリブチルアミンが含まれることも確認された。
Thereafter, the obtained dark brown liquid was transferred to a beaker, and 200 g of methanol was added to coagulate and precipitate the hydrophobic colloid. Next, the supernatant (methanol solution) was removed by suction by decantation. Next, 50 mL of heptane (boiling point 98.4 ° C.) was added to the coagulating and precipitated hydrophobic colloid to redisperse and stirred while heating to 80 ° C. to evaporate residual methanol. After cooling, in order to remove solid components having a large particle size such as unreacted powdered silver oxide (I), the obtained dispersion solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter, and the dispersion solution was recovered. This dispersion solution showed plasmon absorption peculiar to silver nanoparticles at 380 to 450 nm. It was also confirmed that a uniform coating layer was formed on the surface of the silver nanoparticles by the organic molecular species. This coating layer of organic molecular species fulfills the function of imparting dispersibility in the nonpolar solvents toluene and heptane. It was also confirmed that the coating layer of organic molecular species on the surface of the silver nanoparticles contained at least tributylamine.

なお、生成された銀ナノ粒子の平均粒子径を評価した結果、前記有機分子種による被覆層を有する銀ナノ粒子の平均粒子径は、12nmであった。   In addition, as a result of evaluating the average particle diameter of the produced | generated silver nanoparticle, the average particle diameter of the silver nanoparticle which has a coating layer by the said organic molecular species was 12 nm.

また、最終的に銀ナノ粒子として、回収された銀は、原料の粉末状の酸化銀(I)中に
含まれる銀に対して、92%であった。
Further, finally recovered silver as silver nanoparticles was 92% with respect to silver contained in the raw material powdered silver oxide (I).

(実施例3)
本実施例では、実施例1の反応条件で使用しているトリブチルアミンに代えて、トリヘキシルアミン(分子量269.51、沸点264℃)を使用し、それ以外は、同じ条件を選択し、反応を行った。加熱・反応時は、還流コンデンサーを用いて、溶媒トルエンの蒸散を防止している。
(Example 3)
In this example, trihexylamine (molecular weight 269.51 and boiling point 264 ° C.) was used instead of tributylamine used in the reaction conditions of Example 1, and the other conditions were selected and reacted. Went. During heating and reaction, a reflux condenser is used to prevent evaporation of the solvent toluene.

同じく、昇温過程において、液温が70℃を超えた時点で、反応液は、徐々に暗褐色を呈し始めた。昇温後、液温を110℃に保ち、10分間攪拌を継続する。その間に、酸化銀(I)の粉末が消失し、反応液は、暗褐色を示す、均一な液状となった。加熱を停止し
、反応液を攪拌しつつ、室温(20℃)まで冷却した。なお、液温が70℃を超えた時点から、加熱を停止するまでの時間は、約25分間(15分間+10分間)であった。
Similarly, in the temperature rising process, when the liquid temperature exceeded 70 ° C., the reaction liquid gradually began to exhibit a dark brown color. After the temperature rise, the liquid temperature is kept at 110 ° C. and stirring is continued for 10 minutes. In the meantime, the silver (I) oxide powder disappeared, and the reaction solution became a uniform liquid with a dark brown color. Heating was stopped, and the reaction solution was cooled to room temperature (20 ° C.) while stirring. The time from when the liquid temperature exceeded 70 ° C. until the heating was stopped was about 25 minutes (15 minutes + 10 minutes).

その後、得られた暗褐色の液をビーカーに移し、メタノール200gを添加して、疎水性コロイドを凝集沈澱させた。次いで、デカンテーションで、上澄み(メタノール溶液)を吸引除去した。次いで、凝集沈澱している疎水性コロイドに、ヘプタン(沸点98.4℃)50mlを加えて、再分散させるとともに、80℃に加熱しながら攪拌し、残留メタノールを蒸発させた。放冷後、得られた分散溶液を0.2μmのメンブランフィルターで濾過し、分散溶液を回収した。この分散溶液は、380〜450nmに銀ナノ粒子特有のプラズモン吸収を示した。また、かかる銀ナノ粒子の表面は、有機分子種により、均一な被覆層が形成されている点も確認された。この有機分子種による被覆層は、非極性溶媒トルエン、ヘプタン中での分散性を付与する機能を果している。銀ナノ粒子表面の有機分子種による被覆層には、少なくとも、トリブチルアミンが含まれることも確認された。   Thereafter, the obtained dark brown liquid was transferred to a beaker, and 200 g of methanol was added to coagulate and precipitate the hydrophobic colloid. Next, the supernatant (methanol solution) was removed by suction by decantation. Next, 50 ml of heptane (boiling point 98.4 ° C.) was added to the coagulated and precipitated hydrophobic colloid, and the mixture was redispersed and stirred while heating to 80 ° C. to evaporate residual methanol. After allowing to cool, the obtained dispersion solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter, and the dispersion solution was recovered. This dispersion solution showed plasmon absorption peculiar to silver nanoparticles at 380 to 450 nm. It was also confirmed that a uniform coating layer was formed on the surface of the silver nanoparticles by the organic molecular species. This coating layer of organic molecular species fulfills the function of imparting dispersibility in the nonpolar solvents toluene and heptane. It was also confirmed that the coating layer of organic molecular species on the surface of the silver nanoparticles contained at least tributylamine.

なお、生成された銀ナノ粒子の平均粒子径を評価した結果、前記有機分子種による被覆層を有する銀ナノ粒子の平均粒子径は、9nmであった。   In addition, as a result of evaluating the average particle diameter of the produced | generated silver nanoparticle, the average particle diameter of the silver nanoparticle which has a coating layer by the said organic molecular species was 9 nm.

また、最終的に銀ナノ粒子として、回収された銀は、原料の粉末状の酸化銀(I)中に
含まれる銀に対して、97%であった。
Moreover, the silver finally recovered as silver nanoparticles was 97% with respect to the silver contained in the powdery silver oxide (I) as a raw material.

(実施例4)
本実施例では、実施例1の反応条件で使用しているトリブチルアミンに代えて、ドデシルアミン(分子量185.35、沸点247℃〜249℃)を使用し、それ以外は、同じ条件を選択し、反応を行った。加熱・反応時は、還流コンデンサーを用いて、溶媒トルエンの蒸散を防止している。
Example 4
In this example, dodecylamine (molecular weight: 185.35, boiling point: 247 ° C. to 249 ° C.) was used instead of tributylamine used in the reaction conditions of Example 1, and the same conditions were selected except for that. The reaction was performed. During heating and reaction, a reflux condenser is used to prevent evaporation of the solvent toluene.

昇温過程において、液温が80℃を超えた時点で、反応液は、徐々に暗褐色を呈し始めた。昇温後、液温を110℃に保ち、20分間攪拌を継続する。その間に、酸化銀(I)
の粉末が消失し、反応液は、暗褐色を示す、均一な液状となった。加熱を停止し、反応液を攪拌しつつ、室温(20℃)まで冷却した。なお、液温が80℃を超えた時点から、加熱を停止するまでの時間は、約35分間(15分間+20分間)であった。
In the temperature rising process, when the liquid temperature exceeded 80 ° C., the reaction liquid gradually began to exhibit a dark brown color. After the temperature rise, the liquid temperature is kept at 110 ° C. and stirring is continued for 20 minutes. Meanwhile, silver oxide (I)
Disappeared and the reaction solution became a uniform liquid with dark brown color. Heating was stopped, and the reaction solution was cooled to room temperature (20 ° C.) while stirring. The time from when the liquid temperature exceeded 80 ° C. until the heating was stopped was about 35 minutes (15 minutes + 20 minutes).

その後、得られた暗褐色の液をビーカーに移し、メタノール200gを添加して、疎水性コロイドを凝集沈澱させた。次いで、デカンテーションで、上澄み(メタノール溶液)を吸引除去した。次いで、凝集沈澱している疎水性コロイドに、ヘプタン(沸点98.4℃)50mlを加えて、再分散させるとともに、80℃に加熱しながら攪拌し、残留メタノールを蒸発させた。放冷後、未反応の粉末状酸化銀(I)等の粒子径が大きな固形成分
を除去するため、得られた分散溶液を0.2μmのメンブランフィルターで濾過し、分散溶液を回収した。この分散溶液は、380〜450nmに銀ナノ粒子特有のプラズモン吸収を示した。また、かかる銀ナノ粒子の表面は、有機分子種により、均一な被覆層が形成されている点も確認された。この有機分子種による被覆層は、非極性溶媒トルエン、ヘプタン中での分散性を付与する機能を果している。銀ナノ粒子表面の有機分子種による被覆層には、少なくとも、トリブチルアミンが含まれることも確認された。
Thereafter, the obtained dark brown liquid was transferred to a beaker, and 200 g of methanol was added to coagulate and precipitate the hydrophobic colloid. Next, the supernatant (methanol solution) was removed by suction by decantation. Next, 50 ml of heptane (boiling point 98.4 ° C.) was added to the coagulated and precipitated hydrophobic colloid, and the mixture was redispersed and stirred while heating to 80 ° C. to evaporate residual methanol. After cooling, in order to remove solid components having a large particle size such as unreacted powdered silver oxide (I), the obtained dispersion solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter, and the dispersion solution was recovered. This dispersion solution showed plasmon absorption peculiar to silver nanoparticles at 380 to 450 nm. It was also confirmed that a uniform coating layer was formed on the surface of the silver nanoparticles by the organic molecular species. This coating layer of organic molecular species fulfills the function of imparting dispersibility in the nonpolar solvents toluene and heptane. It was also confirmed that the coating layer of organic molecular species on the surface of the silver nanoparticles contained at least tributylamine.

なお、生成された銀ナノ粒子の平均粒子径を評価した結果、前記有機分子種による被覆層を有する銀ナノ粒子の平均粒子径は、13nmであった。   In addition, as a result of evaluating the average particle diameter of the produced | generated silver nanoparticle, the average particle diameter of the silver nanoparticle which has a coating layer by the said organic molecular species was 13 nm.

また、最終的に銀ナノ粒子として、回収された銀は、原料の粉末状の酸化銀(I)中に
含まれる銀に対して、89%であった。
Moreover, the silver finally recovered as silver nanoparticles was 89% with respect to the silver contained in the powdery silver oxide (I) as a raw material.

(実施例5)
本実施例では、実施例1で使用しているトルエンに代えて、キシレン(p−キシレン;沸点138.3℃)を溶媒に用いて、反応を行った。加熱・反応時は、還流コンデンサーを用いて、溶媒キシレンの蒸散を防止している。
(Example 5)
In this example, the reaction was carried out using xylene (p-xylene; boiling point 138.3 ° C.) as a solvent in place of toluene used in Example 1. During heating and reaction, a reflux condenser is used to prevent evaporation of the solvent xylene.

同じく、昇温過程において、液温が70℃を超えた時点で、反応液は、徐々に暗褐色を呈し始めた。昇温後、液温を125℃に保ち、5分間攪拌を継続する。その間に、酸化銀(I)の粉末が消失し、反応液は、暗褐色を示す、均一な液状となった。加熱を停止し、
反応液を攪拌しつつ、室温(20℃)まで冷却した。なお、液温が70℃を超えた時点から、加熱を停止するまでの時間は、約25分間(20分間+5分間)であった。
Similarly, in the temperature rising process, when the liquid temperature exceeded 70 ° C., the reaction liquid gradually began to exhibit a dark brown color. After the temperature rise, the liquid temperature is kept at 125 ° C. and stirring is continued for 5 minutes. In the meantime, the silver (I) oxide powder disappeared, and the reaction solution became a uniform liquid with a dark brown color. Stop heating,
The reaction solution was cooled to room temperature (20 ° C.) while stirring. The time from when the liquid temperature exceeded 70 ° C. until the heating was stopped was about 25 minutes (20 minutes + 5 minutes).

その後、得られた暗褐色の液をビーカーに移し、メタノール200gを添加して、疎水性コロイドを凝集沈澱させた。   Thereafter, the obtained dark brown liquid was transferred to a beaker, and 200 g of methanol was added to coagulate and precipitate the hydrophobic colloid.

次いで、デカンテーションで、上澄み(メタノール溶液)を吸引除去した。次いで、凝集沈澱している疎水性コロイドに、ヘプタン(沸点98.4℃)50mlを加えて、再分散させるとともに、80℃に加熱しながら攪拌し、残留メタノールを蒸発させた。放冷後、得られた分散溶液を0.2μmのメンブランフィルターで濾過し、分散溶液を回収した。この分散溶液は、380〜450nmに銀ナノ粒子特有のプラズモン吸収を示した。また、かかる銀ナノ粒子の表面は、有機分子種により、均一な被覆層が形成されている点も確認された。この有機分子種による被覆層は、非極性溶媒トルエン、ヘプタン中での分散性を付与する機能を果している。銀ナノ粒子表面の有機分子種による被覆層には、少なくとも、トリブチルアミンが含まれることも確認された。   Next, the supernatant (methanol solution) was removed by suction by decantation. Next, 50 ml of heptane (boiling point 98.4 ° C.) was added to the coagulated and precipitated hydrophobic colloid, and the mixture was redispersed and stirred while heating to 80 ° C. to evaporate residual methanol. After allowing to cool, the obtained dispersion solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter, and the dispersion solution was recovered. This dispersion solution showed plasmon absorption peculiar to silver nanoparticles at 380 to 450 nm. It was also confirmed that a uniform coating layer was formed on the surface of the silver nanoparticles by the organic molecular species. This coating layer of organic molecular species fulfills the function of imparting dispersibility in the nonpolar solvents toluene and heptane. It was also confirmed that the coating layer of organic molecular species on the surface of the silver nanoparticles contained at least tributylamine.

なお、生成された銀ナノ粒子の平均粒子径を評価した結果、前記有機分子種による被覆層を有する銀ナノ粒子の平均粒子径は、10nmであった。   In addition, as a result of evaluating the average particle diameter of the produced | generated silver nanoparticle, the average particle diameter of the silver nanoparticle which has a coating layer by the said organic molecular species was 10 nm.

また、最終的に銀ナノ粒子として、回収された銀は、原料の粉末状の酸化銀(I)中に
含まれる銀に対して、98%であった。
Moreover, the silver finally recovered as silver nanoparticles was 98% with respect to the silver contained in the powdery silver oxide (I) as a raw material.

本発明は、例えば、導電性金属ペースト、触媒など、各種分野において、金属フィラー微粒子として利用可能な、微細な粒子径を有する金属銀微粒子について、原料に安価な酸化銀を使用して、経済的に製造する技術を提供している。すなわち、従来、ガス中蒸発法(気相法)を適用することで製造されていた、平均粒子径がナノメートル・スケールの微細な銀微粒子と比較し、品質的に遜色のない銀微粒子を、原料に酸化銀を使用する液相法によって、商業的な規模の大量生産を可能とする。   The present invention is economical, for example, by using inexpensive silver oxide as a raw material for fine metal silver particles that can be used as metal filler fine particles in various fields such as conductive metal pastes and catalysts. We provide manufacturing technology. That is, compared with fine silver fine particles having an average particle diameter of nanometer scale, which has been conventionally produced by applying a gas evaporation method (gas phase method), The liquid phase method using silver oxide as a raw material enables commercial scale mass production.

Claims (9)

酸化銀を原料とし、液相中における還元反応によって、平均粒子径3nm〜20nmの金属銀微粒子を調製する方法であって、
粉末状酸化銀(I)に含まれる銀原子1モル量あたり、
飽和脂肪族カルボン酸または不飽和脂肪族カルボン酸から選択される、脂肪酸一種以上を、そのカルボキシ基の総和が0.02〜0.05モル量となる量と、
液状のアミン化合物を、アミノ窒素原子の総和が0.12〜0.35モル量となる量とを添加し、
非極性溶媒を加えて、混合液中における、銀の含有率を、25質量%〜40質量%の範囲に選択して、
前記脂肪酸とアミン化合物とが均一に混和されてなる混合物中に、前記粉末状酸化銀(I)が分散されてなる酸化銀分散混合物を調製する工程と、
80℃〜140℃の範囲に選択される液温に、該酸化銀分散混合物を加熱、攪拌し、前記脂肪酸とアミン化合物とが均一に混和されてなる混合物からなる液相中において、前記アミノ化合物の存在下、該酸化銀(I)に前記脂肪酸を作用させ、対応する脂肪酸銀(I)とした後、還元により生成する銀原子からなる平均粒子径3nm〜20nmの金属銀微粒子を析出させる工程とを有し、
析出される平均粒子径3nm〜20nmの金属銀微粒子は、その表面の銀原子に対して、少なくとも、前記アミン化合物が、そのアミノ窒素原子上に存在する孤立電子対を利用して、配位的な結合を介して被覆してなる形態である
ことを特徴とする金属銀微粒子の製造方法。
A method of preparing metal silver fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 20 nm by a reduction reaction in a liquid phase using silver oxide as a raw material,
Per mole of silver atoms contained in the powdered silver oxide (I),
One or more fatty acids selected from saturated aliphatic carboxylic acids or unsaturated aliphatic carboxylic acids, in an amount such that the sum of the carboxy groups is 0.02 to 0.05 mol,
A liquid amine compound is added in an amount such that the sum of amino nitrogen atoms is 0.12 to 0.35 mol,
A nonpolar solvent is added, and the silver content in the mixed solution is selected in the range of 25% by mass to 40% by mass,
Preparing a silver oxide dispersion mixture in which the powdered silver oxide (I) is dispersed in a mixture in which the fatty acid and the amine compound are uniformly mixed;
The silver oxide dispersion mixture is heated and stirred at a liquid temperature selected in the range of 80 ° C. to 140 ° C., and the amino compound is in a liquid phase comprising a mixture in which the fatty acid and the amine compound are uniformly mixed. In the presence of water, the fatty acid is allowed to act on the silver oxide (I) to form the corresponding fatty acid silver (I), and thereafter, metal silver fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 20 nm consisting of silver atoms generated by reduction are precipitated. And
The metal silver fine particles having an average particle diameter of 3 nm to 20 nm to be deposited are coordinated with respect to silver atoms on the surface using at least the lone electron pair in which the amine compound is present on the amino nitrogen atom. A method for producing fine metal silver particles, characterized in that the metal silver fine particles are coated through various bonds.
前記脂肪酸は、炭素数14〜22の直鎖アルカン酸、または炭素数14〜22の直鎖アルケン酸から選択される
ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
The method according to claim 1, wherein the fatty acid is selected from linear alkanoic acids having 14 to 22 carbon atoms or linear alkenoic acids having 14 to 22 carbon atoms.
前記液状のアミン化合物は、沸点が80℃以上である、第一アミン(R1NH2)、第二アミン(R12NH)、第三アミン(R123N)からなる群から選択される一種のアミンまたは、二種以上のアミンである
ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
The liquid amine compound includes a primary amine (R 1 NH 2 ), a secondary amine (R 1 R 2 NH), and a tertiary amine (R 1 R 2 R 3 N) having a boiling point of 80 ° C. or higher. The production method according to claim 1, wherein the production method is one kind of amine selected from the group or two or more kinds of amines.
前記液状のアミン化合物は、アミノ窒素原子上を置換する炭化水素基がアルキル基である、第一アミン(R1NH2)、第二アミン(R12NH)、第三アミン(R123N)からなる群から選択される一種のアミンまたは、二種以上のアミンである
ことを特徴とする請求項3に記載の製造方法。
The liquid amine compound includes a primary amine (R 1 NH 2 ), a secondary amine (R 1 R 2 NH), and a tertiary amine (R 1 ), wherein the hydrocarbon group substituted on the amino nitrogen atom is an alkyl group. The production method according to claim 3, wherein the production method is one kind of amine selected from the group consisting of R 2 R 3 N), or two or more kinds of amines.
前記液状のアミン化合物は、沸点が140℃を超えるトリアルキルアミンである
ことを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
The production method according to claim 4, wherein the liquid amine compound is a trialkylamine having a boiling point exceeding 140 ° C.
前記酸化銀分散混合物の加熱攪拌において、液相の加熱温度は、少なくとも80℃以上であり、かつ、前記脂肪酸とアミン化合物とが均一に混和されてなる混合物が均一な混合液を形成可能な温度を超え、前記液状のアミン化合物自体の沸点を超えない温度の範囲に選択される
ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
In the heating and stirring of the silver oxide dispersion mixture, the heating temperature of the liquid phase is at least 80 ° C. or more, and the temperature at which the mixture of the fatty acid and the amine compound is uniformly mixed can form a uniform mixed solution. The method according to claim 1, wherein the temperature is selected so as to exceed the boiling point of the liquid amine compound itself.
前記酸化銀分散混合物の加熱攪拌において、液相の加熱温度は、少なくとも100℃以上であって、前記液状のアミン化合物自体の沸点を超えない温度の範囲に選択される
ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
The heating temperature of the silver oxide dispersion mixture is selected so that the heating temperature of the liquid phase is at least 100 ° C or higher and does not exceed the boiling point of the liquid amine compound itself. 2. The production method according to 1.
前記非極性溶媒は、液相の加熱温度において、前記液状のアミン化合物と均一な混合液を形成可能な非極性溶媒である
ことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
The method according to claim 1, wherein the nonpolar solvent is a nonpolar solvent capable of forming a uniform mixed solution with the liquid amine compound at a liquid phase heating temperature.
前記非極性溶媒は、トルエン、キシレン、沸点90℃以上の炭化水素溶媒から選択される
ことを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
The production method according to claim 8, wherein the nonpolar solvent is selected from toluene, xylene, and a hydrocarbon solvent having a boiling point of 90 ° C. or higher.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016003343A (en) * 2014-06-13 2016-01-12 Jsr株式会社 Silver film-forming composition, silver film, wiring board, electronic apparatus, and method for producing silver particle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01110643A (en) * 1987-06-24 1989-04-27 Union Carbide Corp Removal of halide from carboxylic acid
JP2004027347A (en) * 2002-06-28 2004-01-29 Toda Kogyo Corp Metal colloid organosol and method for manufacturing the same
WO2004012884A1 (en) * 2002-08-01 2004-02-12 Daiken Chemical Co., Ltd. Metal nanoparticle and process for producing the same
JP2006525322A (en) * 2003-03-28 2006-11-09 ヘウン ケムテク コ.エルテディ ORGANIC SILVER COMPOSITION, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, INK MANUFACTURED THEREFROM, AND METHOD FOR FORMING CONDUCTIVE WIRING USING THE INK
JP2007512212A (en) * 2003-10-07 2007-05-17 フエロ コーポレーション Nano-sized silver oxide powder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01110643A (en) * 1987-06-24 1989-04-27 Union Carbide Corp Removal of halide from carboxylic acid
JP2004027347A (en) * 2002-06-28 2004-01-29 Toda Kogyo Corp Metal colloid organosol and method for manufacturing the same
WO2004012884A1 (en) * 2002-08-01 2004-02-12 Daiken Chemical Co., Ltd. Metal nanoparticle and process for producing the same
JP2006525322A (en) * 2003-03-28 2006-11-09 ヘウン ケムテク コ.エルテディ ORGANIC SILVER COMPOSITION, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, INK MANUFACTURED THEREFROM, AND METHOD FOR FORMING CONDUCTIVE WIRING USING THE INK
JP2007512212A (en) * 2003-10-07 2007-05-17 フエロ コーポレーション Nano-sized silver oxide powder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016003343A (en) * 2014-06-13 2016-01-12 Jsr株式会社 Silver film-forming composition, silver film, wiring board, electronic apparatus, and method for producing silver particle

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